6. Твёрдость губчатых материалов

Сущность метода испытания на твердость губчатых резин заключается в определении нагрузки, необходимой для сжатия образца на 60%от первоначальной высоты, отнесенной к площади основания образца.

Проведение испытания. Образец, высушенный до постоянной массы в термостате при 70°С, помешают на опорную площадку прибора и определяют его высоту с погрешностью не более ± 0.3 мм. Задают нагрузку на образец, необходимую для сжатия его на 60% oт первоначальной высоты. По истечении 1 мин снимают показания индикатора. Число испытываемых образцов от каждой пробы должно быть не менее четырех.

Обработка результатов. Твердость Т (в МПв) вычисляют по

формуле

T=P/S,

где Р - нагрузка, необходимая для сжатия образца на 60% от первоначальной высоты, Н; S- площадь поверхности основания, м2 .

При получении деформации в пределах 57,5-65,5% величину твердости при 60% определяют прямой пропорцией. Результат испытания выражают средним арифметическим из показателей твердости не менее четырех образцов, отличающихся от среднего на ± 10%

7. Испытание губчатых резин на тепловое старение

Метод испытания сопротивления теплового старения губчатых резин основан на определении изменения их твердости после старения.

Проведение испытания. Образцы для испытания высушивают в термостате при 70 ± 1 °С до постоянной массы и определяют их твердость. Испытываемые образцы помещают в термостат и выдерживают их при температуре 70 °С в течение 96 ч. При этом образцы должны занимать не более 0,1 рабочего объема термостата и находиться на расстоянии не менее 10 мм от стенок термостата и друг от друга. Одновременно в термостате могут находиться образцы резин, совместное старение которых не влияет на результат испытания. По истечении времени старения образцы вынимают из термостата и после „отдыха" в течение 1 ч при 22 ±2°С и относительной влажности 65 ± 5% определяют их твердость. Допускается проводить старение образцов из губчатых резин при других температурах и сроках, которые должны предусматриваться в стандартах и технических условиях на изделия.

Результаты испытания сравнимы для образцов, старение которых проводилось в одинаковых условиях. Число испытываемых образцов от каждой пробы должно быть не менее трех.

Обработка результатов.Коэффициент старения по твердости KTвычисляют по формуле

KT= T2/T1

где Т1 - твердость образца до старения, МПа; Т2 — твердость образца после старения, МПа.

Результат испытания выражают средним арифметическим не менее грех показателен, отличающихся от среднего не более чем на ±10%.

8. Коэффициент морозостойкости губчатых резин

Сущность метода определения коэффициента морозостойкости заключается в определении отношения деформации сжатия при заданной температуре и 22 ± 2 °С.

Проведение испытания. Образец высушивают до постоянной массы в термостате при 70 ±

± 1 °С и определяют его высоту с погрешностью не более ± 0,01 мм. При температуре 22 ± 2°С устанавливают (постепенно увеличивая груз) нагрузку, при которой образец сжимается на 60%, и через 1 мин замеряют высоту его с погрешностью не более ± 0,1 мм.

В испытательной камере прибора устанавливают заданную температуру. Образцы помещают в камеру и выдерживают при заданной температуре не менее 3 ч.

Для разделения влияния кристаллизации и повышения жесткости на величину коэффициента морозостойкости губчатых резин на основе кристаллизующихся латексов (НК, полихлоропрена, 1,4-цыс-полииэопрена) образцы их рекомендуется выдерживать дополнительно в течение 1; 1,5; 2 и 2,5 ч. Затем образец подвергают действию груза и через 1 мин замеряют его высоту. Число испытываемых образцов от каждой характеризуемой пробы должно быть не менее трех.

Обработка результатов. Коэффициент морозостойкости Км выражают отношением деформаций образца при заданной температуре и 22± 2 °С под действием нагрузки, сжимающей образец при 22 ± 2 оС:

Км=Д2/Д1=(ho-h2)/(ho-h1)

Здесь Д1 - деформация образца при 22± 2°С, мм; Д2 - деформация образца при заданной температуре, мм; ho- первоначальная высота образна, мм; h1- высота образца, сжатого при 22±2°С, мм; h2 - высота образца, сжатого при заданной температуре, мм.

За результат испытания принимают среднее арифметическое из показателей не менее трех образцов, отличающихся от среднего не более на 10%.

9. Химический состав и свойства поролона

Пенополиуретаные поролоны – (polyurethane foams, Polyurethanschaumstoffe, mousses de polyurethane porolones). Состав. Композиции для производства пенополиуретана содержат изоцианаты, гидроксилсодержащие олигомеры, воду, катализаторы, эмульгаторы, а некоторых случаях наполнители и антипирины. Для получения пенополиуретана применяют 2,4 - толуиленддиизоционат, его смесь с 2,6 - толуиленддиизоционатом в соотношении 80:20, 4,4/-диизоцианатдифенилметан, 4,4/, 4// - триизоционаттрифенилметан и др. В состав композиций для производства эластичных пенополиуретанов входят простые олигоэфиры с мол. м. 750 – 6000, синтезируемые из окисей алкиленов (этилена, пропилена), тетрагидрофурона и гликолей. Реже используют сложные олигоэфиры дикарбонатовых к-т (адипоновой, себациновой, янтарной) и гликолей (напр., диэтиленгликолия). Жесткие пенополиуретаны получают из простых олигоэфиров разветвленной структуры на основе окисей алкиленов и триолов (глицерина, триметилолпропана и др.) или сложных олигоэфиров на основе дикарбоновых к-т (адипиновой, фталевой и др.) и триолов или смесей с диэтиленгликолием. Плотность образующихся пенополиуретанов зависит от соотношения изоционатов и гидроксилсодержащих олигомеров в исходной смеси. При избытке изоционатов пенополиуретан содержит больше мочевинных групп, чем при недостатке изоционатов, 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 получается пенополиуретан с меньшей плотностью. При взаимодействии изоционатов с гидроксилсодержащими олигомерами образуются уретановые звенья:

2 OCN – R – NCO + HO – R/ – OH => =>OCN – R – NHCOO – R/ – OOCHN – RNCO

При избытке изоционата в реакционной среде на концах растущих макромолекул изоционатные группы, которые могут вступать в реакцию с водой:

n OCN – R – NHCOO – R/ – OOCHN – R – NCO + n H2O => =>[- NHCONH – R – NHCOO – R/ – OOCHN – R –] Jn + Nco2 ^

При этом выделяется углекислый газ, вспенивающий композицию, а макромолекулы присоединяются друг к другу через мочевинные группы. Взаимодействие изоционатных групп с гидроксилсодержащими олигомерами и водой – конкурирующие реакции. Роль катализатора сводится 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 октоат, соли дибутилолова 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 легкокипящими жидкостями, обычно фреонами. Химизм образования эластичных и жестких пенополиуретанов одинаков. Жесткие пены отличаются от эластичных тем, что состоят из полимеров с большим числом поперечных связей. В жестких пенополиуретанах средняя «молекулярная масса» структурной единицы, приходящаяся на один узел разветвления сетки, составляет 400 – 700, в эластичных пенополиуретанах – 2500 – 20000. поэтому композиции для производства эластичных пенополиуретанах не содержат трифункциональных гидроксилсодержащих олигомеров (или содержат их в небольшом количестве), а также содержат меньше третичных аминов. Обязательным компонентом композиции является эмульгатор, который способствует высокой степени диспергирования компонентов в массе и выполняет роль стабилизатора пены в момент вспенивания. Для этого используют сульфоспирты, сульфокислотны, кремнийорганич. жидкости и др. некоторые стабилизаторы (напр., парафиновые углеводороды, кремнийорганические жидкости) определяют характер (открытые или закрытые) и размер образующихся пор. В качестве антипиренов применяют трехокись сурьмы, трихлорэтилфосфат, порошкообразный поливинилхлорид и др. для окрашивания пенополиуретана пригодно большинство органических красителей, наполняют пенополиуретан тальком, керамзитом, суспензионным полистиролом, волокнами различной природы. Свойства. Пенополиуретаны обладают хорошей атмосферной стойкостью, устойчивостью к действию света и окислителей. На свету они темнеют, но другие свойства заметно не ухудшаются. Пенополиуретаны физиологически инертны и хорошо совмещаются с бактерицидными добавками.