Проектирование материала шумо- и теплоизоляции корпуса тягодутьевой машины и технологии его изготовления на основе пенополиуретана
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ой ваты, и представлены в таблице 1.1. Из найдённых материалов, превосходящих минеральную вату по эксплуатационным характеристикам, требованию теплостойкости удовлетворяет лишь жёсткий пенополиуретан, диапазон температур эксплуатации которого лежит в пределах от минус 180 до плюс 180 С, но при введении модифицированного полиизоцианата может быть расширен до плюс 320 С.
Закрыто-пористая структура и возможность введения в компоненты пенополиуретана пластификаторов, позволяют прогнозировать высокие шумоизоляционные характеристики, которые планируется определить при лабораторных испытаниях образцов ППУ. Возможность нанесения пенополиуретана методом напыления на поверхность сложной конфигурации также является существенными преимуществом данного класса материалов.
Из всего вышесказанного был сделан вывод о целесообразности применения напыляемого пенополиуретана в качестве шумо- и теплоизоляционного материала корпусов тягодутьевых машин.
Для разработки шумо- и теплоизоляционного материала на основе пенополиуретана необходимо решить следующие задачи:
Подготовить методологическую базу для проведения экспериментов, определить необходимые методы, оборудование и материалы для проведения исследовательской работы.
Изготовить образцы с варьированием компонентного состава.
Произвести исследования физико-механических и эксплуатационных характеристик образцов.
По полученным данным выбрать оптимальный компонентный состав и разработать технологию для нанесения шумо- и теплоизоляционного покрытия на его основе.
2. Проектирование шумо- и теплоизоляционного материала на основе пенополиуретана
2.1 Получение пенополиуретана
Пенопласты на основе вспененных полиуретанов (пенополиуретаны) получают в результате сложных реакций, протекающих при смешивании полиэфира, диизоцианата или полиизоцианата, вспенивающего агента в присутствии катализатора, эмульгатора и добавок. Изменяя состав смеси, можно получать пенополиуретаны с различными свойствами.
Полиэфиры применяют простые и сложные. По виду полиэфира получают жесткие или эластичные пенополиуретаны. Диизоцианат - вещество, содержащее уретан. Катализаторы регулируют реакцию образования полиуретана, его вспенивание и отверждение. Эмульгаторы - поверхностно активные вещества, позволяющие получить равномерную структуру пенополиуретана, однородного по свойствам. В качестве добавок при изготовлении пенополиуретана применяют газообразователи - вещества, обеспечивающие пористость материала, антипирены, повышающие его огнестойкость, и красители. Жесткие пенополиуретаны получают методом заливки или методом напыления. В предшествующем разделе было обосновано использование напыляемого пенополиуретана ввиду возможности нанесения его на поверхности сложной формы непосредственно на месте монтажа тягодутьевой машины.
.2 Параметры протекания химических реакций
Пенополиуретан образуется в результате реакции NCO- и OH-групп.
В общем виде реакция образования полиуретана может быть записана так:
Рисунок 2.1 - Реакция образования пенополиуретана
Носителями NCO-групп являются изоцианаты, носителями OH-групп - полиэфиры (полиолы). Химическая реакция начинается при смешении изоцианатов и полиэфиров. Данная химическая реакция проходит с выделением тепла. Одновременно с протеканием реакции происходит вспенивание материала за iет интенсивного испарения низкокипящих соединений, заранее введенных в систему. Качественным и количественным подбором каталитических добавок достигается оптимальное протекание процесса [9].
Процесс образования пенополиуретана описывается профилем вспенивания - зависимостью высоты вспенивающейся массы от времени. При этом фиксируются следующие ключевые точки:
1)Время старта Тст - время от начала перемешивания до начала вспенивания;
2)Время гелеобразования Тгель - время, за которое вспенивающаяся масса становится гелеобразной и теряет текучесть;
3)Время подъема Тпод - время от начала перемешивания до прекращения увеличения объема вспенивающейся массы (рисунок 2.2).
Напыляемые системы характеризуются быстрым стартом и коротким промежутком времени, за которое система теряет текучесть. Такая кинетика реакции в сочетании с хорошей адгезией не позволяют вспенивающейся массе стекать даже с вертикальной поверхности, обеспечивая ровный и однородный слой пены после затвердевания.
В смесительной камере пистолета распылителя при смешении компонентов происходит образование мелкодисперсного коллоидного раствора. Из-за протекающих в растворе экзотермических реакций происходит нарастание вязкости и повышение температуры. При достижении температуры более 25тАж280C начинается интенсивное испарение вспенивающего агента, начинается подъем композиции, который фиксируется как время старта.
Рисунок 2.2 - Профиль вспенивания для напыляемой системы [9]
Рост вязкости системы и наличие в ней кремнийорганического пеностабилизатора стабилизирует газовые пузырьки. Дополнительный рост пузырьков вызывает также реакция полиизоцианата с водой. Протекающие химические реакции ведут к образованию трехмерной полимерной структуры. Начало образования единой полимерной структуры фиксируется как время гелеобразования. В этот момент в слабосшитой полимерной системе имеется большое количество непро
Copyright © 2008-2014 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение