Технологии

К таким материалам относятся газонаполненные пластмассы и резины. Газонаполненные полимеры подразделяются на пенопласты, поропласты, интегральные и синтактные пены. Их структура показана на рис. 8.

Рис. Типы структур газосодержащих полимеров:
а - закрытопористая; б - открытопористая; в - интегральная; г - синтактная пена
 
У пенопластов газовые ячейки не сообщаются между собой, т.е. материал имеет закрытопористую структуру (рис. 8,а). Поропласты имеют открытопористую структуру (рис. 8,б), их ячейки сообщаются между собой. Это деление достаточно условно, т.к. в реальных газонаполненных полимерах всегда присутствуют и сообщающиеся, и замкнутые ячейки.

У интегральных пен наружные слои материала являются монолитными, а внутренние имеют ячеистую структуру (рис. 8,в). Особое место занимают синтактные пены (рис. 8,г). Они имеют закрытопористую структуру, но ячейки созданы не путем вспенивания полимера выделяющимся в процессе формования изделия газом, а с помощью мелких полых шариков (стеклянных или полимерных), которые смешиваются с жидкой полимерной композицией, сохраняя свои форму и размеры. Полимерная основа в момент смешения должна быть низковязкой, а после смешения отверждаться, не давая дисперсной системе расслоиться. Формование изделия из синтактной пены осуществляется заливкой композиции в форму и отверждением в ней полимерного связующего. Таким образом, формирование пористой структуры и формование изделия из синтактной пены производятся одновременно.

Структура газовых ячеек оказывает большое влияние на свойства газонаполненных полимеров. Она зависит от механизма и условий газообразования, типа газообразующего агента и свойств полимера. Технологии производства газонаполненных полимеров значительно отличаются друг от друга и позволяют получить материалы с заданной структурой и плотностью. Универсальной характеристикой для оценки степени вспенивания полимера является кратность вспенивания  , где V и V₀ - объемы газонаполненного композита и исходного полимера соответственно. Обычно кратность вспенивания находится в пределах от 1,5 до 400; при этом кажущаяся плотность соответственно изменяется от 900 до 3 кг/м³ (0,9-0,003 г/см³).

Наряду с газонаполненными пластмассами изготавливаются и пористые резины, которые также могут иметь закрыто- и открытопористую структуру. Особенностью пористых резин является их способность к объемной деформации сжатия. Пористые резины благодаря эластичной матрице и газообразному наполнителю могут под воздействием сжимающей нагрузки уменьшаться в объеме, а после ее снятия - восстанавливать форму. Аналогичными свойствами обладают и некоторые вспененные пластмассы: пенополиэтилен, пенополиуретан, пенополивинилхлорид и др.

Наличие у вспененных полимерных композитов газообразной фазы придает им высокие тепло-, звукоизоляционные свойства, способность к демпфированию, низкую плотность и другие характеристики, делающие эти материалы уникальными.

Создание газообразной дисперсной фазы в полимерных композитах производится с помощью вспенивающих веществ, виды которых приведены в табл. 4.