Пена монтажная плотность: Какие основные показатели монтажной пены?

Содержание

Какие основные показатели монтажной пены?

1. Налив – объём продукта, залитый в баллон. Так для пены KANZLER – объём продукта равен 550 мл, при объёме баллона в 650 мл. Оставшиеся 100 мл занимает сжатый газ, который вытесняет продукт наружу, при использовании баллона.

2. Избыточное давление в аэрозольном баллоне колеблется. Так для профессиональной пены Profpur Ultra 0,3 – 0,9 Мпа – это значение зависит от множества факторов: температуры воздуха, времени хранения баллона и т.д. Чем больше давление – тем с большей силой пена будет выходить из баллона.


3. Структура пены – зависит от залитого компонента, используемой формулы, условий, при которых происходило выпенивание. Так для профессиональной пены Patron MEGA 65 – структура мелко- и среднеячеистая, допускается наличие незначительных трещин и пустот.


4. Цвет – чаще варьируется от светло-жёлтого до жёлтого, хотя у разных производителей может отличаться, для огнестойких пен – цвет чаще всего от оранжевого до красного.


5. Время отлипа – время при котором до пены можно дотронуться и пена не прилипнет. В среднем для бытовых монтажных пен – это время составляет 13 минут, для профессиональных и огнестойких пен – 10 минут.


6. Время резки – это время при котором монтажная пена – может быть срезана, вскрыта для удаления её излишков. Для бытовых монтажных пен под ТМ «PROFPUR», «PATRON», «KANZLER» — время резки, в среднем, составляет 54 минуты, для профессиональных и огнестойких – 42 минуты.


7. Выход пены – это полный объём пены, вышедшей из баллона после отверждения. Выход пены зависит от налива пены, относительной влажности, температуры воздуха, рецептуры и т.д. Так для профессиональной монтажной пены PROFPUR Ultra – выход составляет до 65 литров.


8. Водопоглощение – показатель, который указывает: какой объём воды впитает пена за 24 часа, по отношению к своему объёму через имеющиеся ячейки и поры. Так для пены монтажной KANZLER – этот показатель составляет 1,5 % от общего объёма. При объёме пены, равной 27,5 литров – за 24 часа – KANZLER впитает в себя 0,4 литра воды.


9. Плотность для бытовой монтажной пены под ТМ «PROFPUR», «PATRON», «KANZLER» — составляет 15-30 кг/м3 , для профессиональных пен 11-20 кг/м3. Бытовые пены более плотные по своей структуре, профессиональные содержат больше газа в застывшей пене – отсюда и отличие по массе при равных объёмах.


10. Коэффициент теплопроводности для монтажных пен составляет, в среднем, 0,033Вт/м·°K – один из лучших показателей среди ныне известных строительных материалов. Чем меньше этот показатель – тем лучше, коэффициент теплопроводности свидетельствует о том, что 5 см толщины монтажной пены сопоставимы со стеной из силикатного кирпича более 1 метра: 103 см!


11. Температурный режим использования – это температура окружающей среды, при которой рекомендуется использовать баллон, в зависимости от производителя – этот параметр может отличаться: для всесезонной от -10°C до +35°C, для зимней от -18°C до +35°C, для летней от +5°C до +35°C.


12. Срок годности – период в течении которого монтажная пена внутри баллона сохраняет свои основные потребительские свойства, в среднем от 12 до 18 месяцев.


13. Показатель адгезии – указывает на то, с какой силой прилипает монтажная пена к поверхности, на которую наносится после полного отверждения. Средний показатель адгезии монтажной пены к бетону составляет 0,19-0,48 МПа.

Пена монтажная – правильные технические характеристики + Видео

Еще не так давно большинство неискушенных строителей довольствовались любым качеством пены, больше ориентируясь на низкие цены. Однако время показало обратное – монтажная пена имеет технические характеристики, без учета которых вы рискуете потратить лишние деньги и время!

Пена с характером – где делают хорошую пену?

В основе любой пены лежит предполимер, который при контакте с воздухом и влагой полимеризуется, превращаясь в пенополиуретан. Почему же из двух разных баллонов мы можем получить два совершенно разных результата, заметных даже неискушенному глазу? Монтажная пена имеет множество добавок, которые отвечают за плотность, степень расширения, усадку, влагостойкость и другие технические характеристики. Зачастую на них производитель и экономит.

Большинство качественной, проверенной временем и большинством строителей продукции имеет европейские корни: Бельгия, Франция, Польша, Чехия. Хорошую пену делают в Эстонии. Китайская продукция в большинстве случаев отстает по всем параметрам. Поддавшись соблазну купить такой же баллон за цену вдвое ниже, вы окажетесь в совершенно неэкономной ситуации – объем полученного материала окажется гораздо ниже, чем написано на баллоне, так что придется докупать еще один, а качество материала будет настолько плохим, что уже через год-второй все придется переделывать.

Справедливости ради стоит отметить, что порой и производитель, радовавший отменным качеством, сдает позиции. Опять же, погоня за сверхприбылью заставляет заводы использовать низкокачественное сырье, которое поставляется из Китая. Проверенное качество далеко не всегда может быть стабильным, поэтому так важно быть всегда начеку и использовать только тот материал, который внушает абсолютное доверие.

Монтажная пена – технические характеристики по ГОСТу

Пенополиуретан относительно новый стройматериал, поэтому не удивительно, что в государственных стандартах прописаны лишь основные требования к качеству материала и упаковки. Но это не отменяет стандартов, которые важны потребителю.

  • Устойчивость к внешним факторам – всем известно, что монтажная пена плохо переносит воздействие ультрафиолета (солнечных лучей), поэтому важно покрыть застывшую пену слоем краски или штукатурки, защитить металлическим наличником. Качественная пена стойко переносит воздействие влаги, тепла и холода.
  • Усадка – одна из краеугольных характеристик, при несоблюдении которой пена теряет всякую ценность. Качественный материал дает минимальную усадку – до 5%, что обеспечивает высокую плотность соединения. Если же пена теряет существенно в объеме, возникают напряжения в соединениях. При разрыве материала теряется герметичность, возникает необходимость переделывать всю работу.
  • Пористость – монтажная пена должна иметь плотную структуру, в которой не место большим пузырькам воздуха. Качественной считается тот материал, который имеет не меньше 88% закрытых пор. При таком соотношении образование раковин невозможно. Определить степень пористости можно даже на глаз, сделав срез застывшей пены. Чем больше крупных пузырьков, тем хуже качество материала. Отменный материал вовсе не имеет «раковин».
  • Объем – понятие объема готового материала довольно относительное понятие, поскольку при разных условиях пена дает разный объем. Например, в морозную погоду количество пены может быть в два раза меньше, чем можно было получить летом из такого же баллона. Однако если при соблюдении оптимальных условий объем полученный пены существенно отличается от заявленного на упаковке, значит, производитель пытается банально вас обмануть. Для примера, из 300 мл баллончика вы можете получить до 30 л готовой пены. В 500 мл баллоне – около 40 литров готового материала, баллон на 750 мл выдаст в среднем около 50 литров.
  • Коэффициент расширения – еще одна крайне важная характеристика. Существует первичное и вторичное расширение. Первичное возникает при выходе предполимера из баллона, вторичное продолжается до момента полного затвердения. Не нужно думать, что чем больше расширение, тем качественнее материал. Все зависит от ваших целей – при установке окна или двери наоборот важна небольшая степень как первичного, так и вторичного расширения, в рамках 10%. В противном случае небольшой, на первый взгляд, слой пены, может через несколько часов распереть дверной косяк до такой степени, что двери просто невозможно будет закрыть. И наоборот – при заделке крупных щелей лучше использовать монтажную пену с большим коэффициентом расширения, иначе вам придется потратить лишние деньги на объем материала.
  • Скорость полимеризации – второстепенная, но все же важная характеристика, которая влияет на скорость работы в целом. Например, вы наняли рабочих для установки окон. И вы, и они заинтересованы закончить работу за один день, сделав все качественно и быстро. Работая с качественной пеной, которая застывает за 2–3 часа настолько, что пригодна для покрытия слоем шпаклевки или штукатурки, мастера успеют сделать все максимально быстро. Если же пена продолжает расширяться и застывать дольше, то рабочие будут вынуждены выждать это время, и лишь на следующий день закончить работу. В противном случае слой штукатурки вздуется и осыплется. Стандартное время полной полимеризации – до 12 часов.
  • Адгезия – в принципе, вся монтажная пена отличается высокой адгезией, однако в некоторых случаях важно, чтобы пена «цеплялась» к основанию как можно лучше, за что отвечают дополнительные добавки. Особенно это актуально, когда мастер работает на горизонтальных поверхностях, с широкими полостями. В полостях шириной 10–12 см пена с низкой адгезией будет скатываться вниз, пачкая все вокруг, не говоря уже о дополнительных расходах. Поэтому перед покупкой большого объема убедитесь, что ваш выбор правильный – нанесите горизонтальную линию из пена на вертикальную поверхность, например стену. Качественный материал будет хорошо держаться за основание.
  • Удобство – пожалуй, одна из первых характеристик, которую пользователь ощущает на своей шкуре. Надежные клапаны, которые срабатывают почти всегда, не пропускают воздух и не позволяют улетучиваться газу из баллона – залог успешной работы даже при повторном использовании. Хорошую пену достаточно встряхнуть 30–40 секунд, низкокачественный материал приходится трясти раз за разом.
  • Изоляция – монтажную пену используют не только как герметик, но и звуко- и теплоизоляцию. Звукоизолировать пенополиуретаном легко, потому что его можно наносить по любому контуру. Это качество используют часто для звукоизоляции металлических ванн, которые ужасно грохочут, когда в них набирается вода. Для этого ванну перекидывают вверх дном и наносят сверху пену. Что касается теплоизоляции, то в этом качестве ей уступают даже минеральная и стекловата. Правда, пока что пенополиуретан для задувки щелей стоит гораздо дороже, чтобы его применяли в этих целях.

Определяем качество по весу – за что мы платим?

Беда в том, что определить качество монтажной пены удается уже после покупки. Однако все же существует один внешний фактор, который выдает некачественный материал даже внутри баллона – это вес! Хорошую пену  отличает большой вес баллона – от него напрямую зависит реальный объем готовой пены. Конечно, и тут есть свои ловушки – производитель может утяжелить баллон, сэкономив 1–2 литра заявленного объема. Тем не менее, взяв в руки два разных баллона, вы поймете, почему один стоит в два раза дешевле – в нем попросту в два раза меньше материала!

В заполненном баллоне предполимер вальяжно перекатывается из стороны в сторону, тогда как в полупустом варианте будет свободно болтаться.

Стоит предостеречь вас и от больших затрат – не всегда качественное значит дорогое. Особенно в этом плане грешат известные, раскрученные бренды. Однако в среднем ценовом сегменте вы найдете материал, который ничуть не хуже дорогих аналогов.

Также обращайте внимание на внешние данные баллона: на нем обязательно должны быть указаны контакты производителя, клапан должен быть чистый и без малейших следов пены – в противном случае он может быть забит застывшим полимером. Не допускается никаких деформаций на баллоне. Перед применением продержите баллон хотя бы половину дня в комнатной температуре. Очистите поверхность от пыли и грязи, смочите водой. Взболтайте баллон не меньше 30 раз перед непосредственным использованием.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

[Советы экспертов] Монтажная пена. Основные понятия KUDO

История появления монтажной пены

Монтажная пена в том виде, в котором она известна сейчас, начала широко использоваться в 80-х годах прошлого века. Но изобретен пенополиуретан, одним из видов которого является монтажная пена, был гораздо раньше, еще в 40-х годах швейцарцем Отто Байером, руководившим лабораторией в химическом концерне Bayer. Кстати, сам Отто никакого отношения к Фридриху Байеру, одному из основателей концерна, не имеет, просто однофамилец.

Однокомпонентная, полуторакомпонентная и двухкомпонентная монтажная пена

Монтажная пена бывает однокомпонентной и двухкомпонентной. В однокомпонентной пене в баллон помещается предварительно смешанный преполимер и газ-вытеснитель, называемый также пропеллентом. При выходе из баллона преполимер вспенивается, начинает взаимодействовать с влагой, содержащейся в воздухе, и полимеризуется. При недостатке влаги полимеризация будет затруднена, внутри массива пены могут остаться большие пустоты.

Полуторакомпонентная пена, часто называемая в обиходе двухкомпонентной, хранится в баллоне, состоящем из двух частей. В одной части находится преполимер, практически такой же, как и в однокомпонентной пене, а в другой – катализатор, ускоряющий процесс отверждения. Продукты из разных частей баллона смешиваются непосредственно перед применением. Полуторакомпонентная пена имеет более высокую плотность по сравнению с однокомпонентной, меньшее вторичное расширение и меньший выход. Но зато очень быстро отверждается. Применяют такую пену для быстрой фиксации оконных и дверных блоков в проемах взамен механического крепления. Полуторакомпонентная пена используется довольно редко, поскольку она дороже, имеет меньший объем выхода и наносить ее надо в течение 15 минут после активации, иначе она застынет в баллоне. В подавляющем большинстве случаев использование однокомпонентной пены экономически более целесообразно.

Двухкомпонентная пена получается непосредственно в процессе применения путем смешивания двух разных компонентов при помощи специального оборудования. По такой технологии производят очень много продуктов: от матрасов и автомобильных сидений до теплоизоляции, подошв обуви и заменителей дерева.

Область применения монтажной пены

Благодаря таким свойствам монтажной пены, как низкая воздухопроницаемость, низкая теплопроводность, удобство использованя, нашла свое применение для герметизации зазоров при установке окон и дверей, заделки щелей, изоляции проемов под трубо- и кабелепроводы, утепления балконов и других строительных конструкций. На сегодняшний день известно более 2000 сфер применения монтажной пены, начиная от строительства и заканчивая искусством. Нужно четко понимать, что обычную монтажную пену не рекомендуется использовать для гидроизоляции, поскольку она впитывает влагу. Для гидроизоляции в некоторых случаях могут применяться только специальные виды монтажной пены. Кроме того, монтажная пена разрушается под действием ультрафиолета, поэтому обязательно требует защиты от солнечного света.

Отличная адгезия вспененного полиуретана с большинством поверхностей также нашла применение в строительстве. Появились специальные продукты, такие, как клей-пена на основе пенополиуретана. От обычной монтажной пены они отличаются тем, что имеют относительно невысокие первичное и вторичное расширение, но при этом более высокие клеящие свойства. При помощи этих продуктов клеят на стены теплоизоляционные плиты, используют их в качестве связующего для строительных блоков, материалов из дерева, гипсокартона, металлочерепицы.

Объем выхода монтажной пены

Пожалуй, первая характеристика, на которую обращают внимание конечные потребители. Это действительно важно: чем больше пены выходит из баллона, тем больший объем работы можно проделать с ее помощью. А это прямая экономия и времени, и денег. От чего же зависит объем выхода пены?

В первую очередь от количества активного вещества, заправленного в баллон. Критерием этого может служить масса баллона. Часто можно обнаружить, что одинаковые с виду баллоны разных производителей с одинаковым заявленным объемом выхода пены отличаются по массе очень сильно. При прочих равных условиях из более тяжелого баллона должно выйти больше пены, чем из более легкого.

Однако объем выхода зависит не только от заполнения баллона. Готовая пена от разных производителей может иметь различные характеристики, например, плотность. И не всегда из более тяжелого баллона можно получить больший объем выхода, чем из более легкого. Точно так же не всегда пена, дающая больший объем, оказывается лучшей по другим характеристикам. Например, она может иметь меньшую плотность и, как следствие, худшую теплоизоляцию.

Часто люди, решившие самостоятельно проверить, соответствует ли объем выхода пены заявленному производителем, обнаруживают, что объем оказался меньше ожидаемого, и спешат обвинить производителя в недобросовестности. Но нередко причина кроется не в «обвесе» покупателя, а в условиях испытаний. Объем выхода пены указывается для нормальных условий, которыми считаются температура +23°С и влажность 50%. Получить максимальный объем выхода пены можно только в лабораторных условиях, полностью соблюдая технологию испытаний, применяемую производителем. Например, в сухую погоду или в мороз объем выхода пены может оказаться меньше в полтора и даже в два раза. Что же касается сравнений объема выхода из различных баллонов, они могут быть корректными только если испытания этих образцов проводятся в одинаковых условиях, одним человеком из одного пистолета и лучше всего одновременно.

Первичное расширение монтажной пены

Первичным расширением называют увеличение объема жидкой пены непосредственно после выхода пены из сопла. Механизм этого процесса следующий. Газы и преполимер находятся в баллоне под давлением около шести атмосфер. Перед применением баллон взбалтывается, газы смешиваются с преполимером и частично в нем растворяются. При выходе из баллона смесь испытывает резкое падение давления и сжатые внутри пузырьки газа стремительно расширяются, образуя пену. Процесс аналогичен вспениванию газированных напитков при открывании герметичной бутылки. Вот почему важно тщательно взбалтывать баллон перед применением: если этого не сделать, на выходе не получится качественной пены с заявленным объемом выхода.

Естественно, величина первичного расширения очень сильно зависит от внешних условий: температуры воздуха, способа нанесения, квалификации работника.

Вторичное расширение монтажной пены

Вторичное расширение – это увеличение объема пены после окончания первичного расширения и до полной полимеризации. Указывают его в процентах. Вторичное расширение пены происходит в результате взаимодействия преполимера с влагой. При этой реакции выделяется углекислый газ, происходит формирование структуры и отверждение пены. Величина вторичного расширения зависит от применяемой рецептуры и может у разных производителей и разных типов пены колебаться в пределах от 15% до 60% у профессиональной пены и от 200% до 300% у бытовой. Вторичное расширение – весьма важный показатель, напрямую влияющий на качество большинства выполняемых с пеной работ. Поэтому перед началом работы с новой для себя пеной рекомендуется провести эксперимент, чтобы определить степень вторичного расширения и учитывать этот параметр при работе.

Давление расширения монтажной пены

Расширяясь, пена оказывает давление на конструкции. Сила этого давления зависит не только от степени вторичного расширения, но и от других характеристик пены. Не всегда пены с большой степенью вторичного расширения оказывают большое давление на конструкцию. Установить это можно только опытным путем и, конечно, затем учитывать этот параметр при работе с конкретной маркой пены. При переходе на другую пену нужно иметь в виду, что у нее давление расширения может оказаться больше и она может сильнее деформировать конструкцию.

Время первичной обработки монтажной пены

Под этим термином понимают время, через которое пена затвердеет достаточно для того, чтобы ее можно было подвергать механической обработке: обрезать лишнее, готовить к покраске или шпаклевке. Этот параметр производители указывают на баллоне, как правило, он составляет несколько десятков минут. Но следует иметь в виду, что этот срок указан для идеальных условий. В реальности лучше всего перед механической обработкой сделать пробный срез и убедится, что пена достаточно затвердела.

Время полной полимеризации монтажной пены

Время полной полимеризации – время, за которое в пене заканчиваются все химические и пена приобретает окончательную структуру. Время полимеризации зависит от нескольких параметров: от качества самой пены, от толщины шва, от количества доступной влаги и от температуры. Чем быстрее влага проникает в пену, тем быстрее и качественнее идет процесс полимеризации. Именно поэтому рекомендуется перед нанесением пены увлажнить поверхности, на которые она будет наноситься, а после нанесения еще раз увлажнить уже запененный шов. Однако следует избегать чрезмерного смачивания – поверхность должна быть влажной, но не мокрой. С температурой все так же, как в любой химической реакции – чем теплее, чем быстрее идет реакция. В нормальных условиях время полимеризации монтажной пены составляет порядка 12 часов, но в морозную или в сухую погоду полимеризация идет гораздо медленнее и может растянуться на несколько дней. Что касается толщины шва, то многочисленные эксперименты различных производителей показывают, что в застывающую пену влага может проникать на глубину не более 3 см. К слоям, лежащим глубже 3 см от края, проникновение влаги затруднено, поэтому диаметр валика пены, наносимой за один проход, не должен превышать 6 см. Если он будет толще, есть большой риск, что середина валика так и не полимеризуется – там образуется пустота. Такое уплотнение будет иметь худшую звуко- и теплоизоляцию и может легко разрушиться. Именно поэтому большие проемы нужно заполнять пеной послойно. Второй слой можно наносить не раньше, чем образуется корочка на первом. И обязательно необходимо увлажнить поверхность, на которую будет наноситься второй слой.

«Усадка» монтажной пены

В процессе полимеризации образовавшийся в пене углекислый газ, создающий внутри избыточное давление, постепенно выходит из пор и замещается воздухом. В зависимости от того, с какой скоростью идут эти процессы, пена может давать усадку либо расширение. В мировой практике считается, что колебания размеров пены ±10% являются допустимы для установки пластиковых окон и дверей.

Условия хранения и срок годности монтажной пены

Хранить баллоны с монтажной пеной нужно обязательно в вертикальном положении клапаном вверх при температуре от +5°С до +25°С. Только при этих условиях производитель гарантирует, что пена сохранит свои качества на протяжении всего срока годности, указанного на упаковке. Пределы температуры, при которых должна храниться пена, могут не совпадать с пределами, при которых она может наноситься. Так, например, с зимней пеной можно работать при температуре баллона до -10°С, но если хранить ее на морозе, она придет в негодность гораздо раньше срока, указанного на баллоне. Замораживание пены допускается, но после этого для сохранения рабочих характеристик пены нужно провести правильное размораживание баллонов. Размораживать их нужно медленно, не допуская резкого нагрева.

Условия нанесения монтажной пены

У различных видов монтажной пены условия нанесения могут быть разными, обычно они указываются на баллоне. Для летних видов пены температура воздуха обычно лежит в пределах от +5°С до +35°С, наиболее качественные зимние, например, KUDO ARKTIKA NORD, могут применяться при температуре воздуха до -25°С.

Следует различать температуру наружного воздуха, при которой допускается нанесение монтажной пены и температуру самого баллона. Так, например, зимнюю пену KUDO ARKTIKA можно применять при температурах -18°С до +35°С, при этом температура баллона должна быть не ниже -10°С. Это считается очень хорошим показателем, поскольку в пенах KUDO применяется технология AFC (Advanced Freeze Control), позволяющая проводить работы охлажденным баллоном. Для пены, не имеющей подобных технологий, допустимая температура баллона обычно находится выше 0°С. Если баллон остыл ниже критической температуры, его необходимо подогреть, поместив на некоторое время в теплую воду. Ни в коем случае нельзя греть баллон при помощи открытого огня или строительного фена – от перегрева баллон может взорваться. Еще один важный нюанс – не должно быть слишком большого перепада между температурой пены и температурой наружного воздуха, иначе после нанесения пена может попросту потечь в проеме. Для подбора оптимальной температуры пены KUDO можно воспользоваться специальной таблицей.

Температура окружающей среды 20°С 0°С -10°С -23°С
Температура баллона +18°С … +22°С +15°С … +18°С +10°С … +15°С +5°С … +10°С

Не менее важным условием для правильного нанесения монтажной пены является достаточная влажность, обычно она должна быть минимум 50%. Пена полимеризуется, вступая в реакцию с влагой, поэтому для получения качественного шва рекомендуется перед началом работы всегда увлажнять поверхность, на которую будет наноситься пена, а после нанесения еще раз увлажнять запененный шов. Если пена наносится в несколько слоев, увлажнять следует каждый слой.

Огнестойкая монтажная пена

Огнестойкая монтажная пена применяется в местах с повышенными требованиями к противопожарной безопасности. Как правило, огнестойкая пена имеет розовый или красный цвет, изредка – серый. Благодаря этому легко проверить, какая пена использована в конструкции – огнестойкая или обычная.

Важно различать огнестойкость и горючесть. Под горючестью понимают способность материала поддерживать горение, а под огнестойкостью – способность материала сохранять целостность (E) и теплоизолирующие свойства (I). Испытания на предел огнестойкости производятся для швов глубиной 100 и 200 мм и толщиной от 10 до 40 мм. Измеряется время в минутах, в течение которого материал смог сохранить целостность и теплоизолирующую способность под воздействием открытого пламени.

Показатели огнестойкости монтажной пены KUDO

Толщина шва глубиной 100 мм
40 мм EI60
30 мм EI60
20 мм EI90
10 мм EI150
Толщина шва глубиной 200 мм
40 мм EI120
30 мм EI150
20 мм EI150
10 мм EI180

Изучая показатели огнестойкости различных марок пены, следует иметь в виду, что испытания могут производиться для разных типов швов: однородного из пены и комбинированного из пены и базальтовой ваты. Если испытания проводятся для комбинированного шва, это обязательно указывается в характеристиках. Такие швы практически всегда имеют более высокие показатели огнестойкости, но это не означает, что сама пена в них имеет более высокую огнестойкость. Корректно сравнивать только показатели для швов одного типа.

Правила работы с монтажной пеной

Поскольку монтажная пена очень хорошо прилипает к рукам и очень плохо потом с них удаляется, всегда следует использовать при работе с ней защитные перчатки.

Перед применением баллон необходимо обязательно встряхнуть для того, чтобы находящиеся в нем компоненты хорошо перемешались. Если этого не сделать, качественную пену на выходе получить не удастся.

Поскольку пена полимеризуется в присутствии влаги, перед нанесением пены обрабатываемую поверхность необходимо увлажнить. При отрицательных температурах влага может замерзнуть на поверхности. Поэтому увлажнят следует небольшие участки поверхности и сразу же их запенивать, не давая влаге замерзать.

Вертикальные швы рекомендуется запенивать снизу вверх – так легче и удобнее.

При нанесении пены обязательно следует учитывать величину ее вторичного расширения и стараться нанести пену так, чтобы после полимеризации не было необходимости ее подрезать. Дело в том, что на поверхности пены образуется достаточно плотная пленка, снижающая гигроскопичность пены. Если ее срезать, способность пены впитывать влагу увеличится.

После нанесения пены шов следует еще раз увлажнить для более быстрой и качественной полимеризации.

Монтажная пена разрушается под воздействием ультрафиолета, поэтому после отверждения шов нужно обязательно защитить штукатуркой или иным способом.

Как выбрать пену монтажную: основные виды и производители

Содержание:
Как выбрать пену монтажную: четыре разновидности пены и их назначение
Основные свойства монтажной пены, на которые следует обратить внимание
Какую монтажную пену приобрести: производители герметиков

Основным критерием выбора монтажной пены является ее назначение – существует достаточно много разновидностей этого материала, которые предназначены для выполнения того или иного вида работ. Именно поэтому вопрос, как выбрать монтажную пену, нужно рассматривать всесторонне. В этой статье от сайта stroisovety.org мы изучим все эти разновидности, ознакомимся с их назначением и особенностями, что даст вам возможность не ошибиться в выборе и приобрести именно ту монтажную пену, которая вам необходима.

Монтажная пена Макрофлекс фото

Как выбрать пену монтажную: четыре разновидности пены и их назначение

Сегодня практически все знают о существовании профессиональной и бытовой монтажной пены, но не многие догадываются о том, что этот материал может различаться в зависимости от его назначения. Существуют четыре основных вида монтажной пены, которые имеют кардинальные отличия. О них и поговорим дальше.

  1. Пена универсальная. Она продается практически во всех строительных магазинах, как в бытовой, так и в профессиональной упаковке и имеет широкий спектр применения. Ее используют для герметизации практически любых швов, трещин, установки дверей, окон многих других конструкций. Чего-то особенного о ней сказать нельзя – самая обычная пена. При выборе подобного материала нужно обратить внимание на две вещи – это плотность и наполняемость баллона. Плотность у различного производителя может разниться, но в среднем для профессиональной пены она составляет от 1525 кг/м³ и выше, а у бытовых не превышает 2535 кг/м³. Эта разница заметна при застывании пены – низкая плотность дает крупные пузырьки. Что же касается наполнения баллона, то здесь нужно читать упаковку.

    Виды монтажной пены

  2. Пена с низким давлением. Это специализированная профессиональная пена – ее отличает низкое давление в процессе полимеризации герметика. Характеристики этой монтажной пены таковы, что она ничего не выдавливает и не выжимает. Даже если с ее помощью устанавливать дверные коробки из МДФ, которые, как правило, очень чувствительны к давлению пены, то можно не использовать распорки и вставки между дверью и коробкой. Просто поставили, запенили, и после высыхания коробка ни на миллиметр не поменяет своего положения. Ярким представителем такого полиуретанового герметика является монтажная пена «Макрофлекс 65».
  3. Морозостойкая пена. При полимеризации стандартной пены, проходящей при минусовых температурах, свойства этого материала несколько изменяются – она становится хрупкой и осыпается при малейшем прикосновении. По сути, это уже не герметик, и функцию свою он не выполняет. Для работы при минусовых температурах существует морозостойкая полиуретановая монтажная пена – она имеет предел устойчивости к холоду, который в среднем составляет -10˚C. Отдельные экземпляры позволяют выполнять работы по герметизации при температуре до -25˚C.
  4. Огнеупорная монтажная пена. В большинстве случаев данный тип монтажной пены используется при установке противопожарных дверей – такая пена имеет класс устойчивости к огню В1, что гарантирует ее невозгорание и неоплавление в течение 6час.

    Пена монтажная огнеупорная фото

Еще есть клей пена – это уже не герметик, но монтажной пеной все-таки считается. В большинстве случаев такая пена применяется для утепления домов – с ее помощью приклеивают пенопластовые плиты. Существуют и другие подобные составы, назначение которых немного иное – вернее то же, но приклеивают с его помощью абсолютно другие материалы. В принципе, такая монтажная пена является практически универсальной, так как имеет высокий уровень адгезии к любым материалам.

Клей пена фото

Основные свойства монтажной пены, на которые следует обратить внимание

Подходя к вопросу выбора полиуретанового герметика, следует знать основные его свойства. Дело в том, что в большинстве случаев от них зависит не только качество герметизации, но и удобство в работе.

  1. Коэффициент расширения – от этого свойства во многом зависит качество герметизации. Расширяясь, полиуретановый герметик монтажная пена заполняет собой все, даже самые маленькие трещины и неровности шва. И чем выше этот показатель, тем надежнее будет производиться герметизация. Как правило, у бытовой монтажной пены степень расширения варьируется от 10 до 60%. Если говорить о профессиональной пене, то у нее степень расширения составляет 180-300%. На этот показатель может оказывать влияние масса внешних факторов – это температура баллона с пеной, скорость выхода ее из трубки и даже опыт человека, использующего герметик.
  2. Плотность пены – о ней мы уже говорили выше, поэтому подробно останавливаться на этом вопросе не будем. Добавим только то, что низкая плотность не всегда есть показателем ее качества – для одних целей нужна одна плотность герметика, а для других другая.

    Как выбрать пену монтажную

  3. Усадка – если этот показатель превышает 5%, то это отнюдь не качественная пена. При такой усадке пена может деформироваться в процессе полимеризации и образовывать разрывы – в результате вы получите некачественную герметизацию соединения. Чем меньше коэффициент усадки, тем лучше.
  4. Цвет монтажной пены – увидеть его можно только после того, как баллон будет вскрыт. Действительно качественная монтажная пена имеет светло-желтый оттенок, а более темный герметик говорит о том, что она начала разрушаться, даже не начав процесс полимеризации.

    Характеристики монтажной пены

  5. Адгезия. Пена способна прилипать практически к любым материалам, но, как и везде, здесь есть исключение – это инертные материалы. Измеряется адгезия в мПа и составляет она для монтажной пены 0,4-0,48мПА – это достаточно высокий показатель, увеличить который можно путем увлажнения герметизируемой поверхности.

Качественная монтажная пена, обладающая всеми вышеуказанными свойствами, в полной мере должна прилипать к любой поверхности и удерживаться на ней. Если это не так, то работа с герметиком превратится в настоящую проблему.

Какую монтажную пену приобрести: производители герметиков

Подходя к вопросу, какая монтажная пена лучше, особое внимание следует обратить на производителей, во власти которых находится качество этого строительного материала. На сегодняшний день полиуретановый герметик производит достаточно большое количество компаний, но действительно качественный материал этого типа выпускают только некоторые – их можно сосчитать на пальцах.

  1. Компания Henkel, производящая полиуретановый герметик под эгидой торговой марки Makroflex, готова предложить вам огромный выбор всевозможной пены.
  2. Bison International, занимающаяся производством исключительно герметиков.
  3. Den Braven.
  4. Международный концерн Tremco Illbruck, производящий небезызвестные герметики Soudal.
  5. Компания Selena Group, выпускающая такую продукцию, как Tytan и Hauser.
  6. Эстонские компании Bau Master и Domos .
  7. Турецкая компания Okyanus Kimya и ее торговая марка Soma Fix.
  8. И наш производитель «Герметик-Трейд», который изготавливает такую продукцию, как CHIP, «Мастер Гвоздь» и Putech.

    Производители монтажной пены

В общем, выбирать есть из чего, но главное, чтобы этот выбор был вполне осознанным. Учитывать нужно все: и производителя, и характеристики, и даже условия эксплуатации и использования. По-другому вопрос, как выбрать пену монтажную, не решить.

Автор статьи Александр Куликов

Монтажная пена: классификация и характеристики

Монтажная пена – один из видов строительного материала. Полиуретановая пена застывает, взаимодействуя с влагой из окружающей среды. Широко используется для уплотнения швов, заполнения трещин, пустот и т.п. Существует двух- и однокомпонентная, летняя и зимняя пена. Они различны по химическому составу и требованиям к окружающей среде при применении. При застывании пена светло-желтая, под воздействием солнечных лучей темнеет и становится хрупкой, в связи с этим места заполнения рекомендуется закрывать накладками или покрасить. Для растворения и очистки свежих пятен на одежде и других поверхностях, мытья рук, промывки инструментов (пистолетов для пены) используется универсальный очиститель монтажной пены – баллон ацетонового аэрозоля. После высыхания пена образует твердую водонепроницаемую пористую структуру, которую можно красить и резать. Под воздействием ультрафиолета разлагается, поэтому требует защиты (покраска и т.д.). Наносится на поверхности с любой шероховатостью и кривизной. Монтажная пена имеет хорошие звуко- и теплоизоляционные свойства, морозоустойчива. Большинство обладают самозатухающими свойствами.


По составу – это однокомпонентный полиуретановый материал. В основе – предполимер (полиизоционат, полиол), активные добавки и вытесняющий газ.
Существует два варианта — зимняя, которая применяется от -17 до +30 градусов и всесезонная -11 до +30 градусов. От влажности воздуха зависит длительность затвердения : от 1 до 18 часов. Не рекомендуется применять монтажную пену при температурах эксплуатации конструкций приближающихся к +100°С. На качестве уплотнения шва сказывается уровень вторичного расширения (первичный — расширение при выходе пены из баллона). Меньше вторичное расширение – меньше пор, следовательно, выше плотность пены. Но чем больше расширение, тем экономнее используется пена.
Пену с низким показателем расширения (5 – 15%) используют в местах, которые требуют высокую плотность шва и не допускают высокую нагрузку на конструкции (гипсокартонных перегородок, вентиляционных коробов ,оконных блоков, и т.д.). Показатель расширения 15-30% применяется для гидроизоляции и фиксации строительных конструкций, а также заполнения щелей и полостей. Пену с показателями 30-50% — для установки подоконников, дверей, тепло-, звукоизоляции. Показатели 50-100% используют для герметизации и утепления жестких инженерных коммуникаций, перекрытий ,трубопроводов.


По применению пены делят на: бытовые и профессиональные.
Бытовые пены применяются для теплоизоляции и установки небольших элементов, которые не требуют дозированный объем. Усадка качественных бытовых составов не должна превышать 5%. Такие составы наносятся только при температуре выше нуля. Производительность баллона (750 мл) около 45 литров. Баллоны, снабжены подающим патрубком и клапаном. Профессиональные пены применяют в случаях, когда необходимо быстро нанести большой объем состава на большой поверхности. Например: теплоизоляция крыш, теплосетей, больших емкостей. А также в случаях при которых необходимо размеренное нанесение с самым малым расширением (5-20%). Профессиональная пена выпускается в баллонах, которые предназначены для применения в специализированных пистолетах. Они позволяют точно наносить необходимый объем. Производительность баллона (750 мл) от 46 до 65 литров. Пена высокого качества имеет усадку не более 3% и равномерную пористость, при этом число закрытых пор должно составлять не менее 88%. Монтажные пены Титан, Соудал, Ким-Тек, Макрофлекс, Красс, или Pu-Tech различны по составу и показателям, которые могут удовлетворить требования работ различного уровня сложности.

для окон, для балкона, для наружных работ

Монтажная пена – продукт универсальный и востребованный, без нее немыслим ни один ремонт. Отличить качественный товар от некачественного непросто. Попробуем разобраться в некоторых тонкостях разных видов монтажной пены, чтобы выбрать подходящий и не переплатить за рекламные ходы производителей.

 

Монтажная пена или герметик

Монтажная пена относится к классу герметиков, но с рядом оговорок. Обычно пеной (она же пенополиуретан в застывшем виде) заделывают стыки и швы шириной от 3 см. Для меньших пустот лучше подойдет любой из видов строительных герметиков.

 

В Европе, где на двухкамерные пластиковые окна смотрят как на дикость, пену практически не используют, все стыки проходят герметиком. Проблема теплоизоляции остро там не стоит.

Другой момент – пена не годится для заделки внешних швов. Монтажная пена под солнцем меняет структуру, темнеет, крошится. На окнах со стороны фасада ее в обязательном порядке нужно шпатлевать или штукатурить.

В остальном это универсальный изоляционный материал, который отлично подходит при монтажных работах:

 

При наличии нужных навыков с помощью монтажной пены получится даже нарастить любую конструкцию. Допустим, при установке дверей в комнату можно обойтись без доборов: аккуратно запенить пространство и через 3-4 часа пройтись краской или оштукатурить.

 

Профессиональная или бытовая монтажная пена

Для тех, кто выбирает монтажную пену впервые, главный вопрос: бытовой баллончик с трубочкой или профессиональная пена с пистолетом – что лучше? Бытует мнение, что бытовая пена подходит для чернового, разового ремонта (нужно заделать зияющие пустоты в окнах, поставить одну дверь). Все верно, но это далеко не полный список отличий.

 

Бытовой баллончик с трубкой – это однокомпонентная монтажная пена. В нее входит полимер, катализаторы, усилители адгезии, то есть способности надежно прилипать к поверхности материала, разные огнеупорные и морозостойкие добавки (зависит, от ответственности производителя) и газы.

Что происходит, когда вы встряхиваете баллончик с пеной (не менее 30 секунд) и начинаете распылять на подготовленную поверхность? Полимер вступает в химическую реакцию с воздухом, увеличивается в объеме и затвердевает. Не нужно заделывать сразу большие объемы, есть риск, что пена не успеет застыть. Обычно работают отрезками по 10-15 см.

Профессиональный баллон, как правило, большего объема (от 750 мл), тяжелее. В нем два активных вещества до поры хранятся раздельно. Взаимодействие между ними при смешивании происходит автоматически, без участия влаги и кислорода.

Обычно початый бытовой баллон с трубочкой долго не хранится, состав в нем быстро затвердевает. Профессиональную монтажную пену можно использовать в несколько приемов. Хранится такой баллон с надетым пистолетом, у которого закрыто сопло.

  Бытовая пена Профессиональная пена
Готовность к работе Можно использовать сразу после покупки. Необходимо приобрести монтажный пистолет.
Область применения Единичные монтажные работы, заделка щелей, не требующие особой аккуратности. Комплексные работы по капитальному ремонту, где нужна точность нанесения.
Фасовка от 300 мл от 750 мл
Выход пены Зависит от производителя: чем больше газов, тем меньше пены. Стандартно пены выходит в 4-5 раз больше объема баллона. Выходит практически весь состав, объем пены превышает объем флакона примерно в 15-20 раз.
Расширение пены При отвердевании может увеличиться в объеме до 100%. Фактически отсутствует.
Усадка 5-7% до 3%

 

Даже для бытовых работ, несмотря на разницу в цене, выгоднее может оказаться профессиональная монтажная пена и пистолет к ней. Сэкономив, вы столкнетесь с большим расходом пены, необходимостью регулировать выход, неровными швами, лишней работой по обрезке застывших кусков.

 

Как правильно читать этикетку на монтажной пене

Безответственные производители часто пользуются тем, что бытовую монтажную пену берут новички для работ на раз, поэтому пренебрегают качеством и количеством (забивают флакон большим, чем необходимо объемом газа).

При любом раскладе, стоит выбирать известную на рынке марку, про которую можно найти отзывы. Так вы получите выход соответствующий заявленному, правильную структуру, плотность пены, хорошую адгезию (склееваемость). Любые известные бренды рано или поздно начинают подделывать, поэтому важно не только, какую купить монтажную пену, но и где. Не уверены, что перед вами не подделка, — требуйте сертификат.

 

На что еще стоит обращать внимание при выборе монтажной пены

На этикетке обычно указан выход пены. О некоторых тонкостях в этом вопросе мы уже упомянули. Не нужно доверять маркетинговым изыскам производителей, которые пишут на баллонах, что выход пены увеличен или составляет до 65 литров, к примеру.

Вся реклама разбивается об арифметику. На долю самого полимера в баллоне приходится не больше 75% объема. В лучшем случае его можно умножить на 20.

На этикетке указывают температурный режим применения:

  • летняя пена — от +5 до +35 С;
  • зимняя пена — от –10 до –35 С;
  • всесезонная пена — от –10 до +35 С.

 

Нюанс в том, что монтажная пена не работает при температуре воздуха ниже  ̶ 10º, даже если на ней написано, что она «зимняя». Выход пены существенно снижается пропорционально падению градусов. Если очень нужно, попробуйте предварительно разогреть баллон до комнатной температуры в воде (кстати, это и при работе в тепле улучшает клейкость пены).

Обязательно смотрите на срок годности. При длительном хранении реакция состава происходит внутри самого флакона.

Иногда производители пишут на этикетке пористость пены, показатель усадки после затвердевания и уровень расширения на выходе. Особого внимания уделять этим данным нет смысла. Многое зависит от качества материала. На практике даже у двух баллонов из одной партии эти показатели могут немного разниться.

Несколько слов по поводу огнезащитных добавок, если в составе вам попадется любое соединение с бромом (гексабромциклододекан, например), знайте, что эти добавки во всем мире признаны сегодня токсичными.

Хорошей пеной легко и приятно работать, от некачественной – одни огорчения. Поэтому подходите к выбору монтажной пены с умом.

Как подобрать монтажную пену и пистолет

Благодаря многофункциональности и простоте использования монтажная пена быстро стала популярна как среди профессиональных строителей, так и в обиходе любителей. Она представляет собой разновидность полиуретанового герметика. Это идеальная смесь для «задувания» различных щелей и промежутков между поверхностями материалов. Наиболее широко она используется при монтаже окон, дверей, подоконников и других конструкций, где необходимо хорошая герметичность или теплоизоляция.

Пена состоит из жидкого преполимера и газа. При нажатии на кнопку баллончика под давлением газа смесь выталкивается наружу. Она отвердевает за счет влаги, которая находится в воздухе, вступая с ней в реакцию. Поэтому чем ниже влажность воздуха в помещении, тем дольше пена будет полимеризоваться, и наоборот. Если хотите, чтобы состав быстро затвердел – увлажните обрабатываемую поверхность или обрызгайте саму пену.

Свойства монтажной пены

Застыв, материал становится пористым, упругим и твердым. Он имеет светло-желтый цвет и крайне малый вес. Монтажная пена в застывшем состоянии боится чрезмерного количества влаги и очень чувствительная к ультрафиолету. Поэтому, находясь под открытым солнцем, она сначала теряет упругость и желтеет, а через время разрушается. Она является хорошим герметизирующим, шумо- и теплоизоляционным материалом, собственно, для этого ее и приобретают. Также монтажная пена не гниет, и не подвержена каким-либо биологическим воздействиям.

Характеристики смеси

1.    Объем на выходе. Эта характеристика показывает количество смеси, которая получится на выходе из одного баллона. Измеряется он в литрах, и должен быть обязательно указан на баллоне. Так, обычно монтажная пена имеет объем выхода 50, 65 и 70 литров.

Как показывает практика, цифры объема на баллоне не соответствуют действительности. На самом деле пены выходит намного меньше, и зависит это от многих факторов, например, от температуры или влажности. Обычно, вместо 65 литров, выходит не более 35.

2.    Адгезия. Этот параметр указывает на способность пены эффективно прилипать к поверхности. Монтажные смеси прилипают хорошо практически ко всем материалам, за исключением: полиэтилена, тефлона, льда, силикона, полипропилена и масла. Измеряют адгезию путем сдвига опытного образца и замера нарушения адгезионного контакта. Величина нормального сопротивления составляет 0,4-0,48 МПа.
3.    Первичное расширение. Оно происходит у монтажной пены сразу после ее выхода из баллона. Обычно такой параметр составляет 10-60% у бытовых смесей и 180-300% у профессиональных. На этот параметр также влияют влажность и температура воздуха, тип нанесения и даже опыт работника.
4.    Вторичное расширение – это увеличение пены в объеме от ее первичного расширения до окончательного затвердевания. Этот параметр составляет от 15 до 100%, в зависимости от производителя.

Чем меньше этот параметр, тем лучше. Потому что монтажная пена при расширении свободно может сломать деревянное окно или согнуть ПВХ.

5.    Вязкость. Немаловажный параметр, от которого напрямую зависит расход пены и удобство работы с ней. Если смесь жидкая, то и работать с ней будет сложно. Также значительно увеличится ее расход. На этот параметр еще влияет температура воздуха.
6.    Плотность пены. После окончательного затвердевания монтажной пены плотность обычно составляет от 1525 до 2535 кг/м3. Для изоляции лучше высокая плотность состава.
7.    Усадка. Этот параметр не должен превышать 5%.
8.    Упругость. После застывания состав должен быть достаточно упругим, то есть при деформации монтажная пена должна возвращаться в исходное положение. Это свойство также довольно значимое, так как новые дома могут осаживаться через время.
9.    Цвет. Цвет смеси должен быть или белым, или светло-желтым. Потемнение состава – это явный признак того, что он начал портиться, например, такое может произойти под воздействием УФ-лучей.

Виды монтажной пены

По технике применения она делится на:

  • профессиональную,
  • бытовую.

В первом случае смесь используется вместе с монтажным пистолетом. Для бытовой пены не нужны сторонние инструменты, так как у нее есть специальная пластиковая трубка, через которую смесь выталкивается наружу. Но бытовой вариант значительно уступает профессиональному: он имеет большее вторичное расширение, часто газ заканчивается раньше, чем преполимер, также нередко забивается трубка.

Работая с монтажной пеной, переворачиваете баллон клапаном вниз. Благодаря этому нехитрому действию, газ лучше вытесняет преполимерную смесь.

 Также различаются пены по температуре использования. Бывают:

  • летние – применяются при температуре от +5оС до +35оС;
  • зимние или всесезонные – их рабочая температура составляет от -18оС до +35оС.

Существуют однокомпонентные и двухкомпонентные монтажные пены. Первый тип применяется повсюду, так как такую смесь намного легче использовать. Во втором случае необходимо смешать два ингредиента перед применением, при этом строго соблюдая пропорции. Двухкомпонентная пена обладает лучшими характеристиками, но из-за ее сложного применения и высокой цены она практически не применяется.

По классам горючести составы бывают:

  • В1 – огнеупорные;
  • В2 – самозатухающие;
  • В3 – горючие. 

Область применения монтажной пены 

Она используется:

  • для герметизации при установке дверей окон и других конструкций;
  • для звукоизоляции труб и чугунных ванн;
  • для приклеивания, например, пенопласта.

Производители пены

Самыми популярными на нашем рынке являются такие фирмы: Makroflex, Bison International, Den Braven, Soudal, Selena Group, Bau Master, Domos, Okeanus Kimya, Penosil. Среди отечественных марок выделяются: «Момент Монтаж» и «Герметик-Трейд».

Makroflex

Финская компания является самым раскрученным брендом. Ее продукция в широком ассортименте доступна на отечественном рынке, поэтому монтажные пены Makroflex можно найти в любом строительном магазине. Фирма выпускает как летние, так и зимние варианты составов. Пена отлично прилипает к каким угодно строительным материалам. Она имеет однородную структуру и малое вторичное расширение. Выход смеси из одного баллона составляет от 25 до 50 литров.
Также состав обладает широким спектром применения. Им заделывают трещины, пустоты, используют в качестве тепло- и шумоизоляции. Монтажной пеной Makroflex обрабатывают дверные и оконные проемы, подоконники, сантехнику и даже клеят ей различные материалы. Правда, такой популярностью продукции финской марки воспользовались недобросовестные производители. Теперь, подделки встречаются довольно часто.

Penosil

Эстонская фирма занимается производством монтажной пены. Она не сильно раскручена, поэтому ее продукцию можно встретить не в каждом магазине. Но, составы этой компании очень качественные. Их хвалят профессиональные строители, и это вполне заслуженно. Застывшая смесь имеет равномерную и плотную структуру и малое вторичное расширение. У пены Penosil нет усадки. Также у нее высокий объем выхода.
Состав применяют для заполнения щелей, зазоров и полостей, при фиксации и установке строительных конструкций. Он не имеет запаха. Правда, смесь плохо переносит низкие и высокие температуры, поэтому она не подходит для наружных работ жару и холод. Продукция Penosil имеет доступные цены.

Soudal

Продукция компании из Бельгии встречается на прилавках отечественных магазинов не так часто. Но она имеет высокие показатели качества. Фирма изготавливает свою монтажную пену в летнем, зимнем варианте, а также огнестойкую. Зимний состав работает при -20оС. Смеси Soudal имеют больший выход, чем у других производителей. Они не токсичны, не выделяют запах. Пена «Соудал» имеет мелкопористую и плотную структуру. У нее практически нет вторичного расширения и она хорошо липнет к поверхности (к рукам тоже). Такой состав отлично подойдет для теплоизоляции труб или монтажа сантехники, для заполнения трещин и пустот, герметизации кровли и ее утепления. Он не имеет усадки и равномерно застывает. Правда, цена на этот продукт довольно высока.

«Момент Монтаж»

Монтажные пены российского производителя распространены на отечественном рынке. Их можно найти где угодно: как на рынке, так и любом строительном магазине. Продукция имеет доступную цену и подойдет для многих типов работ. Пена «Момент Монтаж» выпускается как в промышленном, так и бытовом варианте. Она хорошо клеится, не боится низких и высоких температур. Правда, имеет среднее вторичное расширение и не очень хорошо теплоизолирует. Ее цвет ¬– желтый. В целом состав российского бренда имеет хорошие характеристики и качество.

Выбор монтажного пистолета

Для профессиональной пропиленовой пены необходимым элементом для эффективной работы является монтажный пистолет. Определившись с необходимой маркой и видом состава, можно смело переходить к выбору орудия нанесения смеси.

Чтобы не потратить много денег на инструмент, но, в то же время, купить качественный товар, сначала нужно определиться, что он из себя представляет, из чего состоит и как работает.

Преимущества работы монтажным пистолетом:

  • он выдувает пену намного точнее и аккуратнее, чем баллоны бытового назначения;
  • количество смеси на выходе строго дозируется, что хорошо экономит пену;
  • удобство работы;
  • сама полиуретановая пена для пистолета имеет более высокие характеристики, чем бытовая.

Устройство и работа монтажного пистолета 

Это изделие довольно простое и имеет менее десяти деталей в своем составе.

Пистолет представляет собой трубку, оснащенную клапанами по обоим ее концам. Также у него есть рукоять и курковый привод, связанный с выводным клапаном. На подающей трубке имеется шариковый клапан с кольцом. К нему как раз и прикручивается баллон с пеной.

Зарядка пистолета также не вызывает сложностей: необходимо переместить кольцо-держатель вверх по резьбе до максимума. Затем ввинтить в него баллон. После этого кольцо с баллоном нужно навинтить на пистолет до открытия клапана. Зарядка завершена, можно переходить к пользованию. При нажатии на спусковой крючок пистолет начнет выдавать пену.

Особенности монтажных пистолетов

Признаки хорошего пистолета:

  1. Полностью выполнен из металла. Если большинство деталей изделия пластмассовые, то это пистолет низкого качества, и приобретать его не стоит.
  2. Целиком разбирается. На самом деле, это огромное преимущество, потому что изделие можно будет легко мыть, чистить и ремонтировать. Также при поломке одной детали можно купить другую, а не покупать новый пистолет. Хоть какая экономия.
  3. Качественные модели обладают хорошими клапанами. Но проверить их качество в магазине не получится…

 

Для того чтобы пистолет служил долго, необходимо купить к нему промывочную жидкость – ацетон в баллоне. Промывка производится следующим образом: баллончик с жидкостью закрепляется как и обычный, с монтажной пеной, затем необходимо сделать несколько впрысков, чтобы ацетон заполнил все внутреннее пространство трубки инструмента. Затем баллончик снимают, а пистолет оставляют в таком виде на несколько дней. 

Производители пистолетов 

Наиболее распространенными марками этого инструмента для монтажной пены являются: белорусский «Зубр», канадский Workman, а также немецкий Stayer, Hilti и Kraftool. Все они изготавливают хорошую продукцию. Но при покупке монтажного пистолета нужно быть внимательным и осторожным, потому что часто попадаются подделки. Оригинальные модели будут работать очень долго, но стоят они недешево.

Foam Performance — Polyurethane Foam Association

В производстве пеноматериалов для этого используются специальные тесты, терминология и оборудование. Ниже приведены ключевые характеристики производительности и способы их измерения.

ПЛОТНОСТЬ

Плотность — это единица измерения массы на единицу объема. Плотность, измеряемая и выражаемая в фунтах на кубический фут (pcf) или килограммах на кубический метр (кг / м3), является одним из наиболее важных свойств пены. Плотность — это функция химического состава, используемого для производства пены, и добавок, входящих в состав пены.Для целей спецификации рекомендуется использовать плотность полимера пены или плотность материала, составленного строго химическим составом пены без включенных наполнителей или армирующих элементов. Плотность влияет на прочность и поддержку пены. Как правило, чем выше плотность полимера, тем лучше пена будет сохранять свои первоначальные свойства и обеспечивать поддержку и комфорт, для создания которых она была изначально предназначена.

Твердость

Плотность — это показатель ощущения поверхности пены.Он измеряется с использованием силы в фунтах, необходимой для вдавливания образца пены на 25% от его первоначальной высоты. Это измерение называется отклонением от силы вдавливания (IFD). Плотность не зависит от плотности пены, хотя часто считается, что пены с более высокой плотностью тверже. В зависимости от спецификации IFD можно использовать пенопласт с высокой плотностью, который является мягким, или пену с низкой плотностью, который является твердым.

КОЭФФИЦИЕНТ ПОДДЕРЖКИ

Коэффициент поддержки

(также известный как модуль сжатия) оценивает способность пены выдерживать вес.Для количественной оценки фактора поддержки требуется второе измерение IFD, основанное на сжатии образца пены на 65% от его высоты. Как правило, чем больше разница между 25% IFD и 65% IFD, тем больше способность пены выдерживать вес. Отношение 65% IFD к 25% IFD называется фактором поддержки пены. Коэффициенты поддержки для пены составляют примерно от 1,5 до 2,6. Чем выше число, тем лучше способность пены обеспечивать поддержку. Пенопласт с более высокими поддерживающими факторами дает ряд преимуществ, например, сиденье не «опускается до дна» на диване или стуле.Можно указать низкий 25% IFD для пены с высоким коэффициентом поддержки, чтобы создать дополнительную мягкость поверхности, не вызывая «опускания» пены при приложении веса. Как правило, чем выше плотность пены, тем лучше коэффициент поддержки.

FLEX FATIGUE (динамическая усталость)

Существует несколько тестов, которые используются для определения прочности пены или того, насколько хорошо пена сохраняет свои первоначальные свойства твердости и высоты. Некоторые из них представляют собой стандартные лабораторные тесты; другие — это индивидуальные тесты, разработанные разными производителями.Но практически все они основаны на сгибании или сжатии пены определенное количество раз и измерении плотности и высоты пены до и после испытаний. При испытании на усталость при изгибе образцы пенопласта могут быть сжаты несколько тысяч раз или многие тысячи раз. Затем измеряется процент потерь IFD. Более короткие тесты дают представление о том, какую твердость пена может потерять при первоначальном использовании, в то время как более длительные тесты предоставляют данные об общей стойкости пены.

РОЛИКОВЫЕ НОЖНИЦЫ

Особенно серьезным испытанием на усталость при изгибе является испытание на сдвиг роликами, при котором прокатный груз проходит по образцу пенопласта с двух направлений, обычно в течение примерно 25 000 циклов.Этот тест обеспечивает комбинацию сжатия и истирания и помогает определить, как пена выдержит особенно сложные применения, такие как коммерческая мебель или ковровые подушки. Опять же, измеряются потери IFD, и можно проводить несколько измерений в разные периоды времени после того, как пена имела шанс «восстановиться».

ПРОЧНОСТЬ НА РАЗРЫВ

Гибкие пенополиуретаны также проверяются на их способность противостоять разрыву и растрескиванию. Это важно в тех случаях, когда приходится часто обращаться с пеной, например, при обивке.Испытания для определения этих свойств включают прочность на разрыв, сопротивление разрыву и удлинение. Они определяют способность пены растягиваться или сгибаться без разрыва. Эти измерения долговечности особенно важны для пен, которые содержат большое количество наполнителей, таких как пены, модифицированные горением. Эти добавки могут увеличить склонность пен к разрыву или растрескиванию. При указании пен, содержащих добавки, рекомендуется проанализировать испытания на предел прочности на разрыв, разрыв и удлинение, чтобы выяснить, может ли пена потребовать особого обращения.

УСТОЙЧИВОСТЬ

Упругость — это показатель эластичности поверхности или «упругости» пены. Устойчивость может быть связана с комфортом. Упругость обычно измеряется путем падения стального шара на поролоновую подушку и измерения высоты отскока мяча. Упругость пены колеблется от около 20 процентов отскока мяча до 80 процентов отскока. Более высокая упругость пенопласта часто означает, что подушки сиденья дивана, например, лучше «ощущаются на ощупь» или на поверхности. Пены также могут иметь очень низкую упругость для определенных применений.Вязкоупругие продукты обычно обладают очень низкой упругостью.

ГИСТЕРЕЗИС

Гистерезис — это еще один лабораторный тест, используемый для определения способности пены сохранять свои первоначальные свойства твердости. Гистерезис измеряют, сначала вдавив образец пены на 25 процентов и измерив твердость, затем вдавив его на 65 процентов и снова измерив твердость, и, наконец, уменьшив вдавливание до уровня 25 процентов, не позволяя пене полностью расслабиться. Без полного устранения вмятин пена не восстановит всю свою первоначальную 25-процентную твердость, но процент твердости, которую она восстанавливает, считается хорошим показателем общей прочности подушки.

В отличие от других испытаний на долговечность, гистерезис можно быстро выполнить на различных образцах пенопласта. Роликовые сдвиги — это особенно жесткое испытание на прочность пены. Испытания на прочность на разрыв позволяют анализировать как долговечность, так и способность пеноматериала обрабатываться во время сборки изделия. Хороший рейтинг гистерезиса также влияет на то, насколько легко встать с дивана или другого предмета мебели, предназначенного для того, чтобы люди могли глубоко сидеть на сиденье.

ПОТОК ВОЗДУХА

Расход воздуха — важный диагностический тест.Характеристики пены оптимизируются при максимальном потоке воздуха. Это указывает на то, что ячейки открыты и настолько гибки, насколько должны быть. Хорошее практическое правило для потока воздуха в гибких пенополиуританах — минимум 2,0 кубических фута в минуту (куб. Футов в минуту).

Обзор стандартов ASTM и пеноматериалов можно найти в этом видео из серии учебных курсов PFA «Введение в промышленность по производству гибких пенополиуретанов»:

ВОСПЛАМЕНЯЕМОСТЬ

Воспламеняемость является характеристикой, относящейся к таким приложениям, как мебель для дома, автомобильная промышленность и сиденья самолетов.Для получения дополнительной информации по этой теме перейдите к воспламеняемости.

Сборка стен с высокими показателями R: спрей-пена

В этом обзоре кратко описывается конструкция стен из напыляемой пены, включая преимущества и недостатки этой стратегии строительства. Сложный двухмерный анализ теплового потока и одномерное гидротермальное моделирование использовались для определения рисков долговечности, связанных с влажностью, для анализа.

  • Облицовка
  • Полосы обшивки, создающие минимальный вентиляционный зазор 3/8 дюйма / дренаж за облицовкой
  • Обшивка для дома
  • Обшивка из OSB или фанеры
  • Стена из деревянного каркаса 2×6 на расстоянии 24 дюйма.c. с 5-дюймовой изоляцией полости из распыляемой пены высокой плотности
  • Внутренняя гипсовая стеновая панель

Thermal Control

R-значение установленной изоляции: R-значение установленной изоляции в некоторой степени зависит от производителя системы, но в целом является высоким Пена плотности (2,0 фунт-фут) находится в диапазоне от R-5,5 до R-6,5 на дюйм для выдержанного значения R, а пена низкой плотности (0,5 фунта куб. фут) имеет R-значение приблизительно R-3,6 / дюйм. обычно устанавливают не доходя от полости, чтобы избежать обрезки, R-значение установленной изоляции составляет приблизительно R-30 (при использовании R-6 / дюйм).Низкая плотность обычно устанавливается намеренно, переполняя полость и обрезая, что приводит к R-значению приблизительно R-21.

Значение R для всей стены: Используя двухмерный анализ теплового потока с эффектами теплового моста и средними коэффициентами кадрирования, ясно, что тепловые мосты через каркас, нижнюю и верхнюю пластины снижают эффективность утеплитель распыляемой пеной. R-значение стены из распыляемой пены с высокой плотностью уменьшается с установленного R-30 примерно до R-20, что является уменьшением R-10 из-за образования тепловых мостиков.Стена из распыляемой пены с низкой плотностью уменьшается с R-значения установленной изоляции 21 до R-значения всей стены примерно R-16.

Контроль утечки воздуха : Пена низкой и высокой плотности образует воздушный барьер, уменьшая тепловые потери из-за утечки воздуха. Утечка воздуха под нижней плитой и на балке обода по-прежнему является обычным явлением, если эти области не детализированы правильно. 1

Типичная изоляция: Низкая плотность 0.Пена 5 фунтов на фут или пеноматериал высокой плотности 2,0 фунта на фут.

Долговечность

Защита от дождя: Защита от дождя обычно решается с помощью покрытого черепицей и / или ленты для защиты от воды, такого как строительная бумага или синтетический WRB (т. Е. Оберточная бумага). Пересечения, окна, двери и другие проемы должны быть детализированы, чтобы предотвратить проникновение дождевой воды. 2

Контроль утечки воздуха: Утечка воздуха значительно сводится к минимуму за счет установки изоляции из распыляемой пены в пространстве стойки, поскольку распыляемая пена низкой и высокой плотности действует как воздушный барьер.Это значительно увеличивает долговечность стеновой системы по сравнению со стандартной конструкцией. 3

Контроль паров: Пена высокой плотности (2,0 фунт / фут) образует пароизоляционный слой, уменьшающий движение пара через корпус, сводя к минимуму возможность конденсации пара в зимнее время и притока пара внутрь в летнее время. Пена низкой плотности позволяет парам проходить через пену, поэтому в зависимости от географического положения могут потребоваться другие методы контроля пара, такие как крафт-бумага или пароизоляционная краска. 4

Сушка: Стены из вспененного распылителя сохнут относительно медленно, если вода попадает в корпус, поскольку они не испытывают конвективных петель и движения воздуха, подобных воздухопроницаемой изоляции. Пена для распыления не обеспечивает буферной способности или перераспределения. Пена относительно устойчива к влаге и может высохнуть за определенное время. Вентиляция за паронепроницаемой облицовкой и внутренними элементами (например, кухонными шкафами) может способствовать высыханию.

Встроенная влажность: Всегда следует проявлять осторожность при строительстве из сухих материалов, где это возможно, и позволять сушить влажные материалы перед закрытием. Пена высокой плотности будет препятствовать сушке влажных строительных материалов в большей степени, чем пар низкой плотности проницаемая пена.

Краткое описание долговечности: Основные риски долговечности, связанные с этими стеновыми конструкциями, связаны с повреждением из-за влаги, связанным с проникновением дождевой воды. Устойчивость к утечке воздуха и диффузии пара значительно увеличивается при использовании распыляемой пены, но при использовании распыляемой пены низкой плотности в холодном климате может потребоваться некоторый контроль паров.

Строимость

Использование аэрозольной пены в качестве изоляции пространства стоек — очень простая модификация строительной техники. Как правило, конструкция стены такая же, как у стандартной или усовершенствованной конструкции каркаса, и в полость распыляется пена. Распыляемая пена значительно снижает риски плохой герметичности деталей внешней обшивки или внутреннего гипсокартона.

Стоимость

Использование распыляемой пены значительно увеличит затраты на строительство, но эти повышенные затраты могут быть перевешены выгодами для энергоэффективности и комфорта в помещении за счет уменьшения сквозняков.

Использование материалов

Деревянный каркас, необходимый для изоляции напыляемой пеной, такой же, как требуется для стандартной конструкции или усовершенствованной каркасной стены, в зависимости от используемой стратегии каркаса.

Краткое описание

Это стеновая система с высокой изоляцией, которая будет работать в экстремальных климатических условиях как часть шкафа с высоким сопротивлением.


Ссылки

  1. Straube, J. (2009, 04 22). BSD-014 Управление воздушным потоком в зданиях .
  2. Лстибурек, Дж.W. (2006). Руководство по управлению водными ресурсами .
  3. Lstiburek, J. (2008, 08 20). BSD-104: Понимание воздушных барьеров .
  4. Lstiburek, J. (2008, 10 17). BSD-106 Понимание пароизоляции .

Трехмерная пена низкой плотности с использованием самоупрочняющихся гибридных двумерных атомных слоев

  • 1

    Reinfried, M. et al. Гибридные пены — новый подход к многофункциональному применению. Adv. Англ. Матер. 13 , 1031–1036 (2011).

    CAS Статья Google Scholar

  • 2

    Studart, A. R., Gonzenbach, U. T., Tervoort, E. & Gauckler, L. J. Пути обработки макропористой керамики: обзор. J. Am. Ceram. Soc. 89 , 1771–1789 (2006).

    CAS Статья Google Scholar

  • 3

    Редди, Э. С. и Шмитц, Г. Дж. Сверхпроводящие пены. Supercond.Sci. Technol. 15 , L21 – L24 (2002).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 4

    Банхарт Дж. Металлические пены: производство и стабильность. Adv. Англ. Матер. 8 , 781–794 (2006).

    CAS Статья Google Scholar

  • 5

    Банхарт Дж. Производство, характеристика и применение ячеистых металлов и металлических пен. Prog. Матер. Sci. 46 , 559–632 (2001).

    CAS Статья Google Scholar

  • 6

    Сваган, А.Дж., Самир, М.А.С.А. и Берглунд, Л.А. Биомиметические пены с высокими механическими характеристиками на основе наноструктурированных стенок клеток, армированных нанофибриллами нативной целлюлозы. Adv. Матер. 20 , 1263–1269 (2008).

    CAS Статья Google Scholar

  • 7

    Цао, Х.и другие. Подготовка новых трехмерных графеновых сетей для применения в суперконденсаторах. Малый 7 , 3163–3168 (2011).

    CAS Статья Google Scholar

  • 8

    Цао, А., Дикрелл, П. Л., Сойер, В. Г., Гасеми-Неджхад, М. Н. и Аджаян, П. М. Сверхсжимаемые пенообразные пленки из углеродных нанотрубок. Science 310 , 1307–1310 (2005).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 9

    Батлер, С.Z. et al. Прогресс, проблемы и возможности в двумерных материалах помимо графена. САУ Нано 7 , 2898–2926 (2013).

    CAS Статья Google Scholar

  • 10

    Чжоу В. и Ван З. Л. Трехмерные наноархитектуры: проектирование устройств следующего поколения Springer (2011).

  • 11

    Новоселов К.С. и др. Двумерные атомные кристаллы. Proc. Natl Acad.Sci. США 102 , 10451–10453 (2005).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 12

    Keller, S. W., Kim, H.-N. И Маллук, Т. Е. Послойная сборка интеркаляционных соединений и гетероструктур на поверхностях: к молекулярной эпитаксии в «химическом стакане». J. Am. Chem. Soc. 116 , 8817–8818 (1994).

    CAS Статья Google Scholar

  • 13

    Фендлер, Дж.H. Самособирающиеся наноструктурированные материалы. Chem. Матер. 8 , 1616–1624 (1996).

    CAS Статья Google Scholar

  • 14

    Джонс, М. Р., Миркин, К. А. Материаловедение: самостоятельная сборка получает новое направление. Nature 491 , 42–43 (2012).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 15

    Чжан, Х.и другие. Механически прочный и высокопроводящий графеновый аэрогель и его использование в качестве электродов для электрохимических источников энергии. J. Mater. Chem. 21 , 6494–6497 (2011).

    CAS Статья Google Scholar

  • 16

    Xu, Y., Sheng, K., Li, C. & Shi, G. Самособирающийся гидрогель графена с помощью одностадийного гидротермального процесса. САУ Нано 4 , 4324–4330 (2010).

    CAS Статья Google Scholar

  • 17

    Судип, П.M. et al. Ковалентно связанные трехмерные твердые тела оксида графена. САУ Нано 7 , 7034–7040 (2013).

    CAS Статья Google Scholar

  • 18

    Ян З. и др. Трехмерные многофункциональные гибридные материалы металл – графен – нанотрубка. САУ Нано 7 , 58–64 (2013).

    CAS Статья Google Scholar

  • 19

    Lu, X.и другие. Макропористая пена восстановленных оксидов графена, полученная лиофилизацией. Mater. Res. Бык. 47 , 4335–4339 (2012).

    CAS Статья Google Scholar

  • 20

    Новоселов К.С. и др. Эффект электрического поля в атомарно тонких углеродных пленках. Science 306 , 666–669 (2004).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 21

    Гейм, А.К. и Новоселов, К. С. Возникновение графена. Nat. Матер. 6 , 183–191 (2007).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 22

    Аллен М. Дж., Тунг В. К. и Канер Р. Б. Сотовый углерод: обзор графена. Chem. Ред. 110 , 132–145 (2010).

    CAS Статья Google Scholar

  • 23

    Станкович, С.и другие. Композиционные материалы на основе графена. Nature 442 , 282–286 (2006).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 24

    Han, Z. et al. Раствор аммиака укрепил трехмерный макропористый графеновый аэрогель. Nanoscale 5 , 5462–5467 (2013).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 25

    Гао, Г.и другие. Искусственно сложенные атомные слои: к новым телам Ван-дер-Ваальса. Nano Lett. 12 , 3518–3525 (2012).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 26

    Britnell, L. et al. Полевой туннельный транзистор на основе вертикальных графеновых гетероструктур. Science 335 , 947–950 (2012).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 27

    Рафи, М.A. et al. Многофункциональные пористые цементные композиты, армированные гексагональным нитридом бора и оксидом графита. Adv. Функц. Матер. 23 , 5624–5630 (2013).

    CAS Статья Google Scholar

  • 28

    Liu, Z. et al. Плоские гетероструктуры графена и гексагонального нитрида бора с контролируемыми размерами доменов. Nat. Nanotechnol. 8 , 119–124 (2013).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 29

    Peng, Q., Замири, А. Р., Джи, В. и Де, С. Упругие свойства гибридного монослоя графен / нитрид бора. Acta Mech. 223 , 2591–2596 (2012).

    Артикул Google Scholar

  • 30

    Пачиле, Д., Мейер, Дж. К., Гирит, К. О. и Зеттл, А. Двумерная фаза нитрида бора: листы с несколькими атомными слоями и подвешенные мембраны. Заявл. Phys. Lett. 92 , 133107–133107–3 (2008).

    ADS Статья Google Scholar

  • 31

    Пакдел, А., Zhi, C., Bando, Y., Nakayama, T. & Golberg, D. Нанолистовые покрытия из нитрида бора с контролируемой водоотталкивающей способностью. САУ Нано 5 , 6507–6515 (2011).

    CAS Статья Google Scholar

  • 32

    Кимура Ю., Вакабаяси Т., Окада К., Вада Т. и Нисикава Х. Нитрид бора в качестве присадки к смазочным материалам. Износ 232 , 199–206 (1999).

    CAS Статья Google Scholar

  • 33

    Taha-Tijerina, J.и другие. Электроизоляционные термальные нано-масла с использованием 2D-наполнителей. САУ Нано 6 , 1214–1220 (2012).

    CAS Статья Google Scholar

  • 34

    Song, L. et al. Крупномасштабный рост и характеристика слоев атомарного гексагонального нитрида бора. Nano Lett. 10 , 3209–3215 (2010).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 35

    Наг, А.и другие. Графеновые аналоги BN: новый синтез и свойства. САУ Нано 4 , 1539–1544 (2010).

    CAS Статья Google Scholar

  • 36

    Нето, А.Х., Новоселов, К. Двумерные кристаллы: за пределами графена. Mater. Exp. 1 , 10–17 (2011).

    Артикул Google Scholar

  • 37

    Ван Дуин, А. К.Т., Дасгупта, С., Лорант, Ф. и Годдард, В. А. ReaxFF: поле реактивных сил для углеводородов. J. Phys. Chem. А 105 , 9396–9409 (2001).

    CAS Статья Google Scholar

  • 38

    Paci, J. T., Belytschko, T. & Schatz, G. C. Расчетные исследования структуры, поведения при нагревании и механических свойств оксида графита. J. Phys. Chem. C 111 , 18099–18111 (2007).

    CAS Статья Google Scholar

  • 39

    Грантаб Р., Шеной В. Б. и Руофф Р. С. Аномальные прочностные характеристики границ зерен наклона в графене. Наука 330 , 946–948 (2010).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 40

    Перим Э., Аутрето П. А. С., Паупиц Р. и Гальвао Д. С. Динамические аспекты распаковки многослойных нанотрубок из нитрида бора. Phys. Chem. Chem. Phys. 15 , 19147 (2013).

    CAS Статья Google Scholar

  • 41

    Marcano, D.C. et al. Улучшенный синтез оксида графена. САУ Нано 4 , 4806–4814 (2010).

    CAS Статья Google Scholar

  • 42

    Coleman, J. N. et al. Двумерные нанолисты, полученные жидким расслоением слоистых материалов. Наука 331 , 568–571 (2011).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 43

    Мортье, У. Дж., Гош, С. К. и Шанкар, С. Метод выравнивания электроотрицательности для расчета атомных зарядов в молекулах. J. Am. Chem. Soc. 108 , 4315–4320 (1986).

    CAS Статья Google Scholar

  • 44

    Плимптон, С.Быстрые параллельные алгоритмы для ближней молекулярной динамики. J. Comput. Phys. 117 , 1–19 (1995).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • Углеродная пена и углеродная пена высокой плотности в сборе

    Данное изобретение относится к узлам, содержащим углерод высокой плотности и угольную пену. В различных вариантах сборки могут быть выполнены в виде составных сборок.

    Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к сборке, содержащей по меньшей мере одну секцию из пенопласта высокой плотности и по меньшей мере одну секцию из пенопласта.В некоторых вариантах осуществления секция из пенопласта высокой плотности и секция из пенопласта могут быть смежными друг с другом. В других вариантах осуществления секция из пенопласта с высокой плотностью и секция из пенопласта могут находиться рядом друг с другом. В других вариантах осуществления секция из пенопласта с высокой плотностью и секция из пенопласта могут быть расположены на некотором расстоянии друг от друга. В других других вариантах осуществления секция из пенопласта с высокой плотностью и секция из пенопласта могут быть разделены другим материалом.В других вариантах осуществления предусмотрены сборки, которые состоят по меньшей мере из одной секции углеродной пены и по меньшей мере одной секции углеродной пены высокой плотности, соединенных вместе в точке взаимного контакта. В некоторых вариантах осуществления сборки, содержащие по меньшей мере одну секцию углеродной пены и по меньшей мере одну секцию углеродной пены высокой плотности, могут рассматриваться как композитные сборки. Кроме того, варианты осуществления изобретения также направлены на способы изготовления таких узлов. Используемый здесь углеродный пенопласт с высокой плотностью может называться HDCF в единственном или множественном числе.

    РИС. 1 представляет собой схематический вид в разрезе сборки в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

    РИС. 2 — схематический вид в разрезе сборки в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

    РИС. 3 — схематический вид в разрезе сборки в соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения.

    РИС. 4 — схематический вид в разрезе узла в соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения.

    РИС. 5 — схематический вид в разрезе сборки в соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения.

    РИС. 6 представляет собой схематический вид в разрезе сборки в соответствии с дополнительным дополнительным вариантом осуществления изобретения.

    Варианты осуществления настоящего изобретения направлены на сборку, содержащую по меньшей мере одну секцию из пенопласта с высокой плотностью и по меньшей мере одну секцию из пенопласта с углеродом, причем секция из пенопласта с высокой плотностью и часть из углерода удерживаются в фиксированном соотношении.В некоторых вариантах осуществления секция из пенопласта высокой плотности и секция из пенопласта могут быть смежными друг с другом. В других вариантах осуществления секция из пенопласта с высокой плотностью и секция из пенопласта могут находиться рядом друг с другом. В других вариантах осуществления секция из пенопласта с высокой плотностью и секция из пенопласта могут быть расположены на некотором расстоянии друг от друга. В других других вариантах осуществления секция из пенопласта с высокой плотностью и секция из пенопласта могут быть разделены другим материалом (ами).В других вариантах осуществления предусмотрены сборки, которые состоят по меньшей мере из одной секции углеродной пены и по меньшей мере одной секции углеродной пены высокой плотности, соединенных вместе в точке взаимного контакта. В некоторых вариантах осуществления сборки, содержащие по меньшей мере одну секцию углеродной пены и по меньшей мере одну секцию углеродной пены высокой плотности, могут рассматриваться как композиты или композитные сборки.

    Как будет подробно описано ниже, некоторые варианты осуществления сборки могут содержать один или несколько из множества других материалов.Такие другие материалы, составляющие сборку, могут служить любой из множества целей. Например, в некоторых вариантах осуществления такие другие материалы могут связывать или иным образом скреплять элементы сборки вместе. В других вариантах реализации такие другие материалы могут служить, по меньшей мере, для частичного покрытия поверхности сборки или элементов сборки. В других вариантах реализации такие другие материалы могут полностью или частично пропитывать один или несколько элементов сборки. В других вариантах осуществления такие другие материалы могут занимать объем сборки.Такой объем может быть внутренним или внешним по отношению к сборке.

    Сборка будет содержать по крайней мере одну секцию из пенопласта. Сборка может содержать более одной секции углеродной пены. Углеродистая пена — это материалы с очень высоким содержанием углерода, которые имеют значительный объем пустот. Углеродные пены — это углеродные материалы. Таким образом, углеродные пены в основном состоят из (элементарного) углерода. По внешнему виду, за исключением цвета, пенопласты напоминают легко доступные коммерческие пенопласты. Как и в случае пенопласта, объем пустот в пенопласте находится внутри множества пустых ячеек.Границы этих ячеек определяются углеродной структурой. Эти ячейки обычно представляют собой пустоты регулярного, но не обязательно однородного размера, формы, распределения и ориентации. Объемы пустот в этих ячейках могут напрямую соединяться с соседними объемами пустот. Такая конструкция называется пенопластом с открытыми порами. Углерод в этих пеноматериалах образует непрерывную в трех измерениях структуру материала. Обычно ячейки в пенопласте имеют размер, который легко увидеть невооруженным глазом.Кроме того, объем пустот в пенопласте таков, что он обычно занимает намного больше половины объема пенопласта. Плотность углеродных пен обычно составляет менее примерно 1 г / см 3 и обычно менее примерно 0,8 г / см 3. В некоторых вариантах реализации плотность углеродной пены может находиться в диапазоне от примерно 0,05 г / см до примерно 0,8 г / см. В некоторых вариантах реализации углеродные пены могут проявлять прочность на сжатие в диапазоне примерно до 10000 фунтов на квадратный дюйм. В других вариантах реализации прочность на сжатие для пенопласта может находиться в диапазоне от примерно 100 фунтов на квадратный дюйм до примерно 10000 фунтов на квадратный дюйм.В некоторых других вариантах реализации прочность на сжатие для пенопласта может составлять от примерно 400 фунтов на квадратный дюйм до примерно 7000 фунтов на квадратный дюйм. Углеродная пена, используемая для секции из углеродной пены в сборке, может быть карбонизированной углеродной пеной. В качестве альтернативы, если желательно, пенопласт, используемый для секции узла из пенопласта, может быть пенопластом из графита.

    Регулярный размер, форма, распределение и ориентация ячеек внутри угольной пены позволяет легко отличить этот материал от других углеродных материалов, таких как металлургический кокс.Объемы пустот внутри кокса содержатся в ячеистых областях типично яйцевидной формы и случайного размера, распределения и ориентации. То есть в коксе одни пустые объемы могут быть на порядок или больше больше, чем другие. Также нередко перекрытие пустотных объемов в коксе приводит к значительным искажениям формы пустот. Эти искажения и большие пустые объемы могут даже привести к продукту, который имеет ограниченную структурную целостность во всех продуктах, за исключением небольших объемов.То есть нередко кокс является рыхлым, и более крупные куски кокса легко распадаются на более мелкие с минимальным обращением. Такой разрыв обычно не наблюдается у пенопластов. Кроме того, данный образец кокса может иметь пустые объемы как с открытыми, так и с закрытыми ячейками.

    Углеродные пены производятся различными способами. Некоторые из этих методов включают производство углеродной пены непосредственно из угольных частиц. Например, в патенте США No. №№ 6749652 и 6814765, каждый из которых полностью включен в данное описание посредством ссылки, описывают способы получения углеродной пены непосредственно из угольных частиц.В дополнение к угольному сырью в виде частиц, сырье, образующее углеродную пену, также называемое предшественниками углеродной пены, может включать, но не ограничиваясь ими, уголь, пек, угольные экстракты, мезофазные пекы, мезофазные материалы, гидрогенизированные угли, гидрогенизированные угольные экстракты, растворитель рафинированный уголь, экстракты угля, очищенные растворителем, и т.п. Кроме того, карбонизируемые полимерные пены, такие как фенольные и фурановые пены, могут быть карбонизированы для получения углеродной пены. Обычно для производства пенопласта с использованием каждого типа сырья используются особые, разные процессы.

    Как указано выше, узлы также содержат по крайней мере одну секцию из HDCF. Сборка может включать более одной секции HDCF. HDCF — это пенопласты с плотностью около 1 г / см 3 или выше. В некоторых вариантах осуществления плотности могут находиться в диапазоне от примерно 1 г / см до примерно 2 г / см. В других вариантах осуществления плотности могут находиться в диапазоне от примерно 1,2 г / см до примерно 1,8 г / см. В еще других вариантах осуществления плотности могут находиться в диапазоне от примерно 1,3 г / см до примерно 1,6 г / см. HDCF при нагревании до температур выше примерно 700 ° C.и, как правило, выше примерно 950 ° C с последующим охлаждением, по существу, до температуры окружающей среды, могут иметь прочность на сжатие (ASTM C365) более примерно 5000 фунтов / дюйм 2 , в некоторых вариантах реализации более примерно 10000 фунтов / дюйм 2 , и в других вариантах реализации более примерно 20000 фунтов / дюйм 2 . Некоторые HDCF могут быть электропроводными и иметь удельное электрическое сопротивление менее 0,002 Ом-см. HDCF также может демонстрировать хорошие теплопередающие свойства.В некоторых вариантах реализации HDCF может иметь теплопроводность от примерно 5 до 70 Вт / мК. В других вариантах реализации HDCF демонстрирует заметную (поверхностную) твердость. Тело этих HDCF может быть в значительной степени изотропным. HDCF — это материалы с очень высоким содержанием углерода и ограниченным пустотным объемом. HDCF — это углеродные материалы. Таким образом, HDCF в основном состоят из (элементарного) углерода.

    Невооруженным глазом HDCF может показаться непористым углеродистым твердым телом. Однако оптическое микроскопическое исследование HDCF от 10 × до 100 × может показать некоторую степень пористости.В некоторых вариантах реализации эта пористость равномерно распределена в пене. Пористость HDCF обеспечивает объемы пустот внутри пены, которые преимущественно сообщаются друг с другом и с внешней стороной пены, обеспечивая таким образом структуру, которую можно назвать «пористой» или «пористой».

    В некоторых вариантах реализации, где HDCF получают из угольных частиц, оптическое микроскопическое исследование HDCF при увеличении примерно 90 × показывает, что HDCF не просто состоит из спеченных порошков.То есть подавляющее большинство частиц угля, из которых была приготовлена ​​пена, в основном больше не распознаются как отдельные частицы, связанные вместе только в областях их взаимного контакта, как это было бы в случае спеченного материала. По внешнему виду микроскопическая структура HDCF может казаться похожей, но не эквивалентной, структурой как пенопласта, так и сетчатого стекловидного углерода. То есть HDCF может состоять из определенных регулярных пустот, ограниченных толстыми, несколько изогнутыми, взаимосвязанными углеродными связками, что приводит к образованию сплошного, пеноподобного плотного углеродного тела с открытыми ячейками.Как правило, пустоты HDCF не имеют большого количества широких изогнутых стенок, обычно присутствующих в четко определенных сферических пустотах низкой плотности (плотности менее 1 г / см 3, а чаще менее 0,5 г / см 3. ) угольная пена на основе угля. Пустоты в материалах HDCF обычно значительно меньше, чем в типичном вспененном углеродном материале (низкой плотности).

    В других вариантах реализации структура HDCF может показаться при микроскопическом исследовании примерно в 90 раз состоящей из множества случайно связанных и переплетенных небольших углеродных связок случайного размера и ориентации.Такие взаимосвязанные связки проходят через HDCF. Поверхности этих связок могут быть изогнутыми и относительно гладкими, неоднородными, неровными или даже иногда залиты тем, что может быть остатками частиц угля, которые не достигли высокой степени пластичности. В таких вариантах осуществления пустые пространства, определяемые связками, могут иметь произвольный размер и форму с ограниченными, если таковые имеются, сферическими характеристиками. В некоторых вариантах осуществления размер и количество пустот могут быть обратно пропорциональны плотности HDCF.То есть HDCF с более высокой плотностью может иметь меньше и меньшие объемы пустот, чем HDCF с более низкой плотностью. Кроме того, HDCF с более высокой плотностью может иметь более толстые связки, чем HDCF с более низкой плотностью. Хотя размеры пор могут варьироваться в пределах одного куска HDCF, большинство пор имеют относительно постоянный размер пор.

    HDCF, используемый в настоящем изобретении, может включать в себя любой HDCF. Такой HDCF можно получить из углей. В некоторых вариантах осуществления, например, очень твердый, плотный, не графитизируемый HDCF, который может быть получен из агломерирующих битуминозных углей более низкого сорта, может быть включен в сборку.В других вариантах осуществления, например, твердый, плотный, графитизируемый HDCF, который может быть получен из агломерирующих битуминозных углей более высокого сорта, может быть включен в сборку. Потенциально HDCF может быть также получен из пеков, полимерных материалов, мезофазных материалов, экстрактов угля, очищенных растворителями углей, гидрогенизированных углей и угольных продуктов, производных угля и т.п.

    В некоторых вариантах реализации перед включением в сборку HDCF может подвергаться воздействию повышенных температур в инертной атмосфере, иногда вплоть до примерно 3000 ° C.или больше. В некоторых вариантах реализации HDCF может быть частично или полностью графитизирован. В других вариантах реализации HDCF может быть некрафитизированным. В еще других вариантах реализации HDCF может не поддаваться графическому отображению.

    HDCF и способы производства таких пен с упором на прямое производство из угля описаны в заявке на патент США сер. № 11 / 393,308, поданной 30 марта 2006 г., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. Принципы этой патентной заявки расширены в U.Заявка на патент S. Сер. № 11 / 619,223, поданной 3 января 2007 г., которая также полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

    Теперь обратимся к РИС. 1 показано поперечное сечение сборки 10 в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Узел 10 включает в себя по меньшей мере одну секцию 12 HDCF и по меньшей мере одну секцию 14 из пенопласта. Секция 12 из HDCF и секция 14 из пенопласта могут быть соединены вместе в области взаимного контакта, образуя сборку 10 .Эта или другие сборки, некоторые из которых обсуждаются ниже, могут рассматриваться как композиты или составные сборки. Соединение секции , 14, из пенопласта и секции , 12, из HDCF может быть выполнено с использованием связующего материала.

    Связующий материал наносится на одну или несколько поверхностей секции из пенопласта или секции HDCF и удерживает секцию из пенопласта и секцию из HDCF в практически фиксированном соотношении друг с другом. В некоторых вариантах реализации связующий материал может включать, но не ограничивается ими, клеи, адгезивы, цементы, связующие и другие подобные материалы.Такие клеи, адгезивы, цементы, связующие и т.п. можно использовать для скрепления вместе различных элементов, составляющих сборку. Подходящие клеи, адгезивы, цементы, связующие и т.п. — это те, которые могут подвергаться рабочим условиям, которым может подвергаться сборка, при сохранении приемлемой прочности связи между элементами сборки. Такие клеи, адгезивы, цементы, связующие и т.п. могут включать, но не ограничиваются ими, графитовые клеи, керамические клеи и неорганические цементы, включая магнезиальные цементы или кремнеземные цементы.Другие подходящие клеи, адгезивы, цементы, связующие и т.п. могут включать, но не ограничиваются ими, смолы, термопластичные полимерные материалы, термореактивные полимерные материалы, особенно карбонизирующие термореактивные полимерные материалы, такие как, например, фенольные смолы, меламиновые смолы. , и фурановые смолы и тому подобное. Еще другие подходящие клеи, адгезивы, цементы, связующие и т.п. могут включать электропроводящие клеи, клеи с металлическими наполнителями, клеи с углеродным наполнителем, эпоксидные смолы, сложные виниловые эфиры, коммерчески доступные клеи и связующие и другие подобные материалы, известные специалистам в данной области. Изобразительное искусство.

    В качестве альтернативы, одна или несколько секций из пенопласта и одна или несколько секций из HDCF могут удерживаться в относительно фиксированном соотношении (ях) друг к другу путем соединения секции (сек) из пенопласта и секции (сек) HDCF с помощью механических крепежные детали, такие как винты, гвозди, зажимы, ленты и другие подобные механические крепежные детали. Как показано на фиг. 2 вариант сборки 20 , содержащей HDCF 22 и угольную пену 24 , соединен болтами 26 и гайками 28 .

    В дополнительных вариантах реализации в данной сборке можно использовать более одной секции пенопласта. Точно так же в данной сборке можно использовать более одной секции HDCF. ИНЖИР. На фиг.3 показано поперечное сечение сборки , 30, в соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения. Узел 30 имеет три секции из HDCF 32 A, 32 B и 32 C, которые соединены двумя секциями из пенопласта 34 A и 34 B.Как обсуждалось выше, секции из HDCF и секции из пенопласта могут быть соединены вместе с использованием клеев, адгезивов, цементов и других аналогичных методов соединения. В качестве альтернативы, соединение секций из пенопласта и секций из HDCF может быть выполнено с помощью механических крепежных средств, таких как винты, болты, гвозди, зажимы, обвязки и других подобных механических креплений.

    В дополнительных вариантах осуществления чередующиеся секции из углеродной пены и HDCF могут быть скомпонованы в сборку. Например, как показано на фиг.4, дополнительный вариант сборки 40 включает секции HDCF 42 A и 42 B, чередующиеся с секциями из пенопласта 44 A и 44 B. Эти чередующиеся секции могут быть приклеены или соединены иным способом. вместе, как описано выше, с использованием клеев, адгезивов, цементов и других подобных связующих материалов. В качестве альтернативы, соединение секций из пенопласта и секций из HDCF может быть выполнено с помощью механических креплений или механических средств, как обсуждалось выше.

    В некоторых вариантах реализации одна или несколько поверхностей секции из пенопласта и / или секции из HDCF могут быть покрыты или покрыты поверхностным покрытием. В качестве альтернативы одна или несколько поверхностей сборки могут включать поверхностное покрытие. Поверхностные покрытия могут быть преимущественно на поверхности корпуса узла или на элементах узла из пенопласта или HDCF. В качестве альтернативы, такие поверхностные покрытия могут пропитывать корпус узла, секцию из пенопласта или секцию HDCF на некоторую ограниченную глубину.Покрытия поверхности могут служить, например, для изменения твердости поверхности, ударопрочности, стойкости к окислению, коэффициента трения, пористости поверхности, проницаемости, цвета, отражательной способности и / или свойств теплопередачи сборки. В некоторых вариантах реализации поверхностные покрытия могут включать, но не ограничиваются ими, керамику или предшественники керамики, металлы, краски, углерод, графит, термопластичные или термореактивные полимерные материалы (включая, помимо прочего, эпоксидные смолы, фенольные смолы, нейлон, поликарбонаты, акрилы. , полиэтилен, полипропилен, полистирол и т.п.), материалы на основе целлюлозы, композиты, волокна, смолы и другие подобные высоковязкие органические материалы, включая пек и асфальт, и другие подобные материалы.

    Теперь обратимся к РИС. 5 проиллюстрирован узел 50 , содержащий HDCF 52 и пенопласт 54 в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Узел 50 содержит два разных покрытия поверхности 56 и 58 . Первое поверхностное покрытие 56 покрывает выбранные поверхности HDCF 52 и пенопласта 54 . Второе поверхностное покрытие , 58, преимущественно покрывает поверхность HDCF 52 .Поверхностные покрытия , 56, и , 58, могут быть любыми из ранее описанных. В этом конкретном примере первое поверхностное покрытие , 56, может содержать полимерный материал, а второе поверхностное покрытие , 58, может содержать, например, полимерный композит с графитовым волокном.

    В других вариантах реализации одна или несколько секций пенопласта и / или HDCF могут быть частично, в основном или полностью пропитаны или иным образом пропитаны врожденным материалом. В некоторых вариантах реализации пропитка может служить для заполнения большей части внутренних пустот одного или нескольких элементов сборки.Объемы внутренних пустот этих элементов могут быть полностью или частично заполнены пропиткой. Такие пропитки могут служить для изменения свойств этих сборочных элементов. Измененные свойства могут включать, например, плотность, прочность и проницаемость для жидкости. Подходящие пропитки могут включать практически любой материал, который может быть введен во внутренние пустые объемы сборочных элементов и сохранен в этих объемах. Кроме того, подходящие пропитки — это пропитки, способные выдерживать условия использования, которым будет подвергаться сборка.В некоторых вариантах осуществления подходящие пропитки могут включать, но не ограничиваются ими, керамику или предшественники керамики, металлы, углерод, графит, термопластические или термореактивные полимерные материалы (включая, помимо прочего, эпоксидные смолы, фенольные смолы, нейлоны, поликарбонаты, акрилы, полиэтилен. , полипропилен, полистирол и т.п.), смолы и другие подобные высоковязкие органические материалы, включая смолы и асфальты и т.п. Во многих вариантах реализации такие пропитки вводятся в элементы сборки в виде текучей среды или в ней (включая как газы, так и жидкости).После пропитки жидкость отверждается, охлаждается, рассеивается или иным образом по существу затвердевает или удаляется, чтобы обеспечить пропитку во внутреннем объеме сборочного элемента. В других вариантах осуществления один или несколько элементов сборки могут быть пропитаны пропитками, выбранными так, чтобы они оставались в жидком состоянии после пропитки. В таких вариантах осуществления можно использовать поверхностные покрытия для удержания текучей среды во внутреннем объеме сборочного элемента.

    Поверхностные покрытия или пропитки могут служить для изменения свойств сборки.Эти материалы могут обеспечивать соединение элементов сборки вместе, усиление сборки, повышенную стойкость к окислению и атмосферным воздействиям, изменение электрических, тепловых свойств или свойств переноса жидкости в сборке, а также любое из ряда других целей. Данный другой материал может использоваться более чем для одной цели в сборке. Например, данный другой материал может улучшить прочность, одновременно снижая свойства теплопередачи данного композита.В качестве другого примера, данный другой материал может использоваться для скрепления или иного соединения двух или более элементов данного композита вместе при одновременной пропитке одного или более элементов данного композита.

    В других вариантах реализации композит может дополнительно содержать другие элементы. которые не являются углеродной пеной или элементами HDCF. Такие другие элементы могут состоять из других материалов, как описано выше. Один или несколько из этих других элементов могут быть расположены во внутренних и / или внешних объемах сборки.Заполнение таких объемов этими другими элементами может, например, повлиять на прочность, электрические, тепловые свойства или свойства переноса жидкости, или другие характеристики или свойства сборки. Такие другие элементы могут быть практически из любого твердого материала. Другие элементы могут включать, но не ограничиваются ими, полимерные композиты, металлические композиты, композиты, армированные волокном, полимеры, металлы, сплавы, бетон, цементы, стекла, керамику, керамические композиты, огнеупорные материалы, материалы на основе целлюлозы, включая древесину и древесные композиты, и т.п. и их комбинации.Форма таких других элементов может включать, помимо прочего, блоки, листы, панели, стержни, цилиндры и другие геометрические формы. В дополнительных вариантах осуществления форма таких других элементов может включать, но не ограничивается ими, волокна, такие как стеклянные волокна, включая электронное стекло и s-стекло; керамические волокна, включая волокна из оксида алюминия; углеродные волокна, включая графитовые волокна, углеродные нанотрубки и тому подобное; полимерные волокна, включая арамид и кевлар; металлические волокна, в том числе проволока и сетки; и тому подобное.Такие волокнистые материалы могут использоваться, например, как непрерывные волокна, прерывистые волокна, рубленые волокна, сетки, тканые формы, включая ткани, нетканые формы и тому подобное. Определенная ориентация волокон может использоваться в некоторых вариантах осуществления, например, для повышения прочности сборки.

    Теперь обратимся к фиг. На фиг.6 показан узел , 60, в соответствии с другим дополнительным вариантом осуществления изобретения. Сборка 60 состоит из трех секций из HDCF 62 A, 62 B и 62 C и двух секций из пенопласта 64 A и 64 B.Композит 60 дополнительно содержит другие элементы 67 , 68 и 69 . В этом конкретном примере другой элемент 68 расположен между секциями из HDCF и секциями из пенопласта. Другие элементы , 67, , , 68, и , 69, могут быть одинаковыми, или один или несколько элементов могут быть разными. Как показано на фиг. 6, эти другие элементы также могут занимать объемы сборки, не занятые отдельными элементами из пенопласта и / или HDCF.Например, эти другие элементы (то есть элемент, состоящий из другого материала) могут занимать сборочный объем, обозначенный номером 70 . В качестве альтернативы такой объем может не содержать другого элемента, состоящего из другого твердого материала.

    В других вариантах реализации другие материалы, содержащие угольную пену и сборку из HDCF, могут включать в себя механические компоненты и / или устройства, используемые для фиксации элементов сборки в желаемой взаимной ориентации или используемые для фиксации сборки в некотором положении относительно объекта. или местоположение.Такие другие компоненты могут включать, помимо прочего, винты, болты, гайки, зажимы, обвязку, провода, подвески, петли, крючки, гвозди и т.п.

    Элементы сборки также могут быть закреплены в их желаемой взаимной ориентации путем проектирования и изготовления взаимно контактирующих поверхностей элементов сборки таким образом, чтобы они блокировались. Например, конструкции для соединения элементов сборки могут включать те, которые являются общими для столярного искусства. Например, стыковые соединения, соединения внахлест, соединения типа «ласточкин хвост», соединения гребня и паза, пазовые соединения, соединения с V-образной пазом и т.п. могут быть использованы для соединения элементов сборки вместе.

    Размер и форма узлов по настоящему изобретению конкретно не ограничены и могут принимать любое разнообразие геометрических форм и конфигураций в зависимости от желаемого местоположения и применения сборки. Точно так же размер и форма секций HDCF и секций из пенопласта особо не ограничиваются и могут принимать самые разные размеры и формы.

    Узлы по настоящему изобретению, содержащие угольную пену и HDCF, могут использоваться в качестве противовзрывных экранов, тепловых экранов и корпусов инструментов для формовки композитов.

    Поскольку изобретение было описано, специалистам в данной области техники будет очевидно, что изобретение может быть изменено многими способами, не выходя за рамки сущности и объема изобретения. Предполагается, что любые и все такие модификации включены в объем прилагаемой формулы изобретения. Изобретение ограничено только следующей формулой изобретения.

    Ленты из вспененного ПВХ: преимущества и применение

    Ленты из вспененного ПВХ

    обеспечивают герметизацию и изоляцию от воздуха, пыли, влаги, ударов и вибрации.Эти сжимаемые гибкие ленты бывают низкой, средней и высокой плотности и соответствуют узким изгибам и неровным поверхностям. Из-за того, как они сделаны, ленты из вспененного ПВХ ускоряют монтаж, поскольку монтажники не могут снять съемную прокладку. Эти монтажные ленты также поддерживают рулонную продольную резку и высечку для рентабельной переработки материалов и производства.

    Преимущества лент из вспененного ПВХ

    Преимущества использования лент из вспененного ПВХ начинаются с того, как они сделаны. Сначала на отливку наливают жидкий поливинилхлорид (ПВХ).Применяется тепло, вспененный ПВХ с закрытыми ячейками поднимается до заданной толщины и наносится клей. Далее поролон наматывается в рулон ленточного качества. При разворачивании ленты обнажается клей, который находится внутри, а не снаружи ленты. Такая конструкция устраняет необходимость в съемной подкладке, что экономит время монтажников на сборочной линии.

    Ленты из вспененного ПВХ

    также могут снизить ваши материальные затраты и обеспечить точные размеры. Рулоны большего размера, называемые бревнами, экономически выгодны, но для них требуется переработка материала.При продольной резке на токарном станке, процессе преобразования ленты, вращающееся лезвие прорезает бревно, образуя несколько рулонов ленты с определенной шириной. В свою очередь, эти более узкие валки поддерживают высечку. ПВХ-пена, содержащаяся в этих высеченных лентах, обеспечивает внутреннюю стойкость к огню, солнечному свету и многим химическим веществам.

    Применения для лент из вспененного ПВХ

    Ленты из вспененного ПВХ

    доступны с различной плотностью и используются в автомобильной, климатической, общепромышленной, строительной и других областях.Ленты из вспененного ПВХ с низкой плотностью являются хорошим выбором для защиты от атмосферных воздействий и могут заменить прокладки из пенополиуретана при гораздо меньшей стоимости. Ленты из вспененного ПВХ средней плотности обеспечивают дополнительную прочность и повышенную ударопрочность. Благодаря своей высокой внутренней прочности ленты из вспененного ПВХ с высокой плотностью обеспечивают высочайший уровень амортизации.

    ПВХ материалы используются в качестве лент для оконных и дверных остеклений, прокладок для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и гасителей вибрации, а также воздушных уплотнений в потолочных панелях чистых помещений. Эти ленты из вспененного материала с прорезями также обеспечивают общую изоляцию от окружающей среды для смотровых панелей и используются в качестве уплотнений бордюров крыши на больших установках для обработки воздуха на крыше.В бревенчатых домах ленты из пенопласта герметизируют щели между бревнами. В мотоциклетных шлемах ленты из вспененного ПВХ высокой плотности обеспечивают дополнительную амортизацию.

    Продольная резка и высечка лент из вспененного ПВХ

    У вас есть вопросы о лентах для высечки или вам интересно, подходят ли ленты из вспененного ПВХ для герметизации, уплотнения или изоляции? JBC Technologies предоставляет услуги по продольной резке и высечке монтажных лент и может помочь вам с выбором материала. Чтобы узнать больше, свяжитесь с нами.

    Получение высокопроизводительной графеновой пены модифицированным методом самосборки

  • 1.

    Z.H. Тан, С. Шен, Дж. Чжуан, X. Ван, Ангью. Chem. Int. Эд. 49 , 4603 (2010)

    Артикул Google Scholar

  • 2.

    Z.S. Ву, С. Ян, Ю. Сунь, К. Парвез, X.L. Feng, K. Mullen, J. Am. Chem. Soc. 134 , 9082 (2012)

    Артикул Google Scholar

  • 3.

    Л. Эстевес, А. Келаракис, Q.M. Гонг, Э. Даас, Э. Giannelis, J. Am. Chem. Soc. 133 , 6122 (2011)

    Статья Google Scholar

  • 4.

    Y.X. Сюй, К. Шэн, К. Ли, G.Q. Shi, ACS Nano 4 , 4324 (2010)

    Артикул Google Scholar

  • 5.

    X.T. Чжан, З.Я. Суй, Б. Сюй, С.Ф. Юэ, Ю.Дж. Ло, В.С. Zhan, B. Liu, J. Mater. Chem. 21 , 6494 (2011)

    Артикул Google Scholar

  • 6.

    л.с. Конг, X.C. Рен, П. Ван, С.Х. Ю., АСУ Нано 6 , 2693 (2012)

    Артикул Google Scholar

  • 7.

    X. Jiang, Y.W. Ма, Дж. Дж. Ли, К.Л. Fan, W. Huang, J. Phys. Chem. C 114 , 22462 (2010)

    Статья Google Scholar

  • 8.

    Z.P. Чен, W.C. Рен, Л. Гао, Б. Лю, С.Ф. Пей, Х. Ченг, Нат. Матер. 10 , 424 (2011)

    ADS Статья Google Scholar

  • 9.

    X.H. Цао, Ю. Ши, W.H. Ши, Г. Лу, X. Хуанг, Q.Y. Ян, Q.C. Zhang, H. Zhang, Small 7 , 3163 (2011)

    Статья Google Scholar

  • 10.

    X.C. Донг, Х. Сюй, X.W. Ван, Ю. Хуанг, М. Чан-Парк, Х. Чжан, Л.Х. Ван, В. Хуанг, П. Чен, ACS Nano 4 , 3206 (2012)

    Статья Google Scholar

  • 11.

    X.C. Донг, X.W. Ван, Л.Ван, Х. Сун, Х. Чжан, В. Хуанг, П. Чен, A.C.S. Appl, Mater. Интерфейсы 4 , 3129 (2012)

    Артикул Google Scholar

  • 12.

    W.F. Чен, Л.Ф. Ян, Наноразмер 3 , 3132 (2011)

    ADS Статья Google Scholar

  • 13.

    L.B. Чжан, Г.Ю. Чен, М. Неджиб Хедхили, Х. Н. Чжан, П. Ван, Nanoscale 4 , 7038 (2012)

    ADS Статья Google Scholar

  • 14.

    С.Ф. Пей, J.P. Zhao, J.H. Du, W.C. Рен, Х. Cheng, Carbon 48 , 4466 (2010)

    Артикул Google Scholar

  • 15.

    X.Z. Wu, J. Zhou, W. Xing et al., J. Mater. Chem. 22 , 23186 (2012)

    Артикул Google Scholar

  • 16.

    W.S. Хаммерс, Р. Offeman, J. Am. Chem. Soc. 80 , 1339 (1958)

    Артикул Google Scholar

  • 17.

    X. Zhang, Z. Sui, B. Xu, S. Yue, Y. Luo, W. Zhan, B. Liu, J. Mater. Chem. 21 , 6494 (2011)

    Артикул Google Scholar

  • 18.

    Z. Sui, X. Zhang, Y. Lei, Y. Luo, Carbon 49 , 4314 (2011)

    Статья Google Scholar

  • 19.

    J.H. Ли, Дж. Я. Ли, Х. Мэн, J. Mater. Chem. A 2 , 2934 (2014)

    Артикул Google Scholar

  • 20.

    Х. Ху, З. Б. Чжао, В. Ван, Ю. Гогоци, И.С. Цю, Adv. Матер. 25 , 2219 (2013)

    Артикул Google Scholar

  • 21.

    T. Wu, M.X. Чен, Л. Чжан, X.Y. Xu, Y. Liu, J. Yan, W. Wang, J.P. Gao, J. Mater. Chem. A 1 , 7612 (2013)

    Артикул Google Scholar

  • 22.

    П. Лиан, Х. Чжу, С. Лян, З. Ли, В. Ян, Х. Ван, Electrochim.Acta 55 , 3909 (2010)

    Статья Google Scholar

  • 23.

    Z. Han, Z.H. Тан, П. Ли, Г.З. Ян, К. Чжэн, Дж. Ян, наномасштаб 5 , 5462 (2013)

    ADS Статья Google Scholar

  • 24.

    H.Y. Sun, Z. Xu, C. Gao, Adv. Матер. 25 , 2554 (2013)

    Артикул Google Scholar

  • 25.

    S.T. Нгуена, Х. Нгуен, А. Ринальди, Н.П.В. Нгуена, З. Фан, Х.М. Дуонг, Коллоиды и поверхности: Physicochem. Англ. Аспекты 414 , 352 (2012)

    Статья Google Scholar

  • 26.

    A.C. Ferrari, J.C. Meyer, V. Scardaci, C. Casiraghi, M. Lazzeri, F. Mauri, S. Piscanec, D. Jiang, K.S. Новоселов, С.Рот, А.К. Гейм, Письмо о физической проверке 97 , 187401 (2006)

    ADS Статья Google Scholar

  • 27.

    Ю.Ю. Солнце, W.H. Чжан, Д.С. Ли, Л. Гао, К.Л. Хоу, Ю. Чжан, Ю. Лю, Дж. Сплавы Compd. 649 , 579 (2015)

    Артикул Google Scholar

  • 28.

    T.T. Liu, G.Z. Чжао, W.H. Чжан, Х.Дж. Чи, К.Л. Хоу, Ю.Я. Sun, J. Porous Mater. 22 , 1573 (2015)

    Артикул Google Scholar

  • 29.

    Дж. Чжан, Х. Ян, Г. Шен, П. Ченг, С. Го, Восстановление оксида графена с помощью L-аскорбиновой кислоты.Chem. Commun. 46 , 1112 (2010)

    Артикул Google Scholar

  • 30.

    S.F. Пей, J.P. Zhao, J.H. Du, W.C. Рен, Х. Cheng, Carbon 48 , 4466 (2010)

    Артикул Google Scholar

  • 31.

    I.K. Мун, Дж. Ли, Р. Руофф, Х. Ли, Нат. Commun. 1 , 73 (2010)

    ADS Статья Google Scholar

  • 32.

    H. Wang, D.S. Zhang, T.T. Yan, X.R. Вэнь, J.P. Zhang, L.Y. Ши, К. Чжун, J. Mater. Chem. A 1 , 11778–11789 (2013)

    Артикул Google Scholar

  • 33.

    H.W. Лян, К.Ф. Гуань, Л.Ф. Чен, З. Чжу, В.Дж. Чжан, С.Х. Ю, Энгью. Chem. Int. Эд. 124 , 5191 (2012)

    Артикул Google Scholar

  • 34.

    E.A. Vogler, Adv. Коллоидные интерфейсы 74 , 69 (1998)

    Артикул Google Scholar

  • Foam Core — обзор

    7.3.2 Прогноз усталостной долговечности многослойной балки с вспененным сердечником

    Рассмотрим многослойную балку с вспененным сердечником, показанную на рисунках 7.40 и 7.41, с лицевыми панелями из композитного ламината, размеры которых приведены в таблице 7.8. Композитные ламинаты представляют собой квазиизотропное Е-стекло / винилэфир, изготовленное методом вакуумного литья под давлением смолы с v f = 0,42. В качестве армирования используется четырехосная неотрезная ткань из Е-стекла DBLT-850-E10 (Zenkert and Burman, 2011), а смола — винилэфир Reichhold DION 9500 (Reichhold, Inc., 2011).

    Рисунок 7.40. Размеры поперечного сечения многослойной балки из пенопласта.

    Рисунок 7.41. Размеры образца четырехточечного изгиба сэндвич-балки из пенопласта с приложенными нагрузками величиной P .

    Таблица 7.8. Размеры балки с сердечником из пенопласта

    без кривизны Четыре слоя DBLT-850-E10 четырехосное безжатое стекло E-стекло (16 симметричных слоев)
  • 900 , мм
  • Балка с сердечником Divinycell h200 Балка с сердечником Rohacell WF51
    Верхняя поверхность Четыре слоя DBLT-850-E10 четырехслойная несимметричная ткань E-
    Нижняя поверхность Два слоя DBLT-850-E10 четырехосное не гофрированное стекло E-стекло (восемь слоев симметрично) Два слоя DBLT- 850-E10 четырехосное неотрезное стекло E-glass (восемь слоев симметрично)
    t c , мм 50 50
    t 1 , мм 2.8 3.0
    t 2 , мм 1.4 1.5
    L 1 , мм 80 175
    500 1000

    (Зенкерт и Бурман, 2011; Зенкерт, 2011)

    Для прогнозирования усталостной долговечности сэндвич-балки из пенопласта сначала необходимо определить поведение ламината лицевого листа при статическом и циклическом разрушении. понял.Результаты анализа прогрессирующего разрушения реакции на растяжение ламината [0/45/90 / -45] s 42% E-стекло / виниловый эфир (описанного в Zenkert and Burman, 2011) показаны на рисунке 7.42. GMC RUC, показанный на рисунке 7.43, использовался для каждого слоя вместе с методом исключения подъячеек (см. Главу 2). Повреждение в виде отказов подэлементов начинается при давлении 112 МПа. Поскольку моделирование выполнялось с контролем деформации (т. Е. Компонент осевой деформации средней плоскости на ламинате монотонно увеличивался, в то время как все результирующие силы и моменты оставались равными нулю), каждая потеря жесткости приводит к уменьшению напряжения с последующим продолжением нагрузки с уменьшенный уклон.Несколько дополнительных событий отказа происходят в ламинате перед большим событием, которое вызывает значительное снижение напряжения, и жесткость сигнализирует о выходе из строя панели. Расчетная прочность ламината на разрыв составляет 306 МПа по сравнению с измеренным значением 310 МПа (Zenkert and Burman, 2011). Критерии максимального напряжения, максимальной деформации и разрушения Цай-Хилла были активны для каждой подъячейки. Если какой-либо из этих критериев был превышен, активировалась ошибка подъячейки. Деформации разрушения материала были приняты за предел прочности при растяжении (Таблица 7.9) деленное на модуль Юнга. Обратите внимание, что если предположить, что ламинат будет вести себя линейно до разрушения при предельной деформации волокон 0 ° (2,15 ГПа / 80 ГПа = 0,0269), то прочность ламината будет прогнозироваться на уровне 438 МПа. Это завышение прогноза на 41%. И наоборот, если предположить, что при разрыве только волокна с углом 0 °, составляющие 10,5% объема ламината, вносят вклад в прочность ламината, можно было бы спрогнозировать значение 2150 МПа × 0,105 = 226 МПа; это занижение на 27%.

    Рисунок 7.42. Прогнозирование HyperMAC реакции на растяжение композитного ламината [0/45/90 / -45] s 42% E-стекло / винилэфир.

    Рисунок 7.43. GMC RUC используется для обозначения многослойного композитного материала E-стекло / винилэфир.

    Таблица 7.9. Упругие свойства композитного материала

    2
    E , ГПа ν Предел прочности при растяжении, МПа
    E-стекло (Soden65 0, 1998b) 2150
    Vinylester (Reichhold, Inc., 2011) 3,1 0,3 70

    Чтобы спрогнозировать усталостную реакцию ламинатов лицевых покрытий с использованием модели усталостных повреждений, описанной в главе 2, Требуются усталостные свойства составляющего материала, которые можно определить по одной или нескольким составляющим кривым SN. В настоящей заявке на испытания пенопластовых сэндвич-панелей (Zenkert and Burman, 2011) данные об усталости компонентов не были предоставлены.Эта ссылка, однако, предоставила данные об усталости при растяжении квазиизотропного ламината лицевой панели, которые использовались для подтверждения параметров усталости винилэфирной смолы. Испытания на усталость и моделирование использовали значение R = σ мин / σ макс = 0,1. Предполагалось, что стекловолокно из Е-стекла не подвержено усталостным повреждениям, но может статически разрушиться во время моделирования усталости. При моделировании использовалось приращение повреждений 0,2 (см. Главу 2).

    Определение параметров усталости винилэфира для воспроизведения данных усталости при растяжении квазиизотропного ламината с использованием HyperMAC показано на рисунке 7.44. Ясно, что модель отлично справляется с воспроизведением кривой S-N усталости ламината. На графике также изображено представление данных по закону Баскина, представленное Зенкертом и Берманом (2011),

    Рис. 7.44. Корреляция модели с экспериментальными данными по усталости при растяжении (Zenkert and Burman, 2011) для [0/45/90 / -45] s 42% композита Е-стекло / виниловый эфир ( R = 0.1). Параметры закона Баскена (см. Уравнение (7.25)): B = 498 МПа и γ = 7,88.

    (7,25) σmax = BN − 1 / γ

    , где параметры гомогенизированного ламината составляют B = 498 МПа и γ = 7,88. Многомасштабная модель усталости HyperMAC значительно лучше коррелирует с экспериментальными данными, чем характеризация по закону Баскина, которая линейна на графике логарифма. Параметры усталости винилэфира, полученные в результате корреляции, показанной на рисунке 7.44 приведены в таблице 7.10, а кривая S-N усталости, которую представляют эти параметры для винилэфирной смолы, показана на рисунке 7.45 (опять же, для R = 0,1).

    Таблица 7.10. Характеризованные параметры модели усталости смолы чистого винилэфира (см. Главу 2) u
    η fl
    η m
    β
    αˆ
    σ fl
    M
    σ u 1 .1166 1.0
    1,0
    1,0
    1,0
    1,0
    1,0
    4,25
    0,3
    7 МПа
    135 МПа
    70 МПа

    Рисунок 7.45. Характеристическая кривая S-N усталости смолы чистого винилэфира для R = 0,1.

    Два типа многослойных балок с пенопластом были протестированы Зенкертом и Берманом (2011): один с пенопластом Divinycell h200 (Diab, 2011) и один с пенопластом Rohacell WF51 PMI (Evonik Industries, 2011). Зенкерт и Берман (2011) предоставили данные об усталости при сдвиге для этих двух типов пенопласта, как показано на рисунке 7.46, на основе испытаний на четырехточечный изгиб. Также нанесен график соответствия закону Баскина этим данным, где параметры для Divinycell h200 B = 2,34 МПа, γ = 12,08 и для Rohacell WF51 B = 0,858 МПа, γ = 19,8. Эти кривые закона Баскена отсекаются при пределе текучести при сдвиге τ , выход для каждой пены, как показано в таблице 7.11.

    Рисунок 7.46. Данные испытаний на усталость при сдвиге ( R = 0,1) для вспененных материалов Divinycell h200 и Rohacell WF51 вместе с кривыми закона Баскина (Zenkert and Burman, 2011).Параметры закона Баскена для Divinycell h200 B = 2,34 МПа, γ = 12,08 и для Rohacell WF51 B = 0,858 МПа, γ = 19,8.

    Таблица 7.11. Свойства материала пенопласта

    E , МПа G , МПа τ текучесть , МПа
    Divinycell h200
    Rohacell WF51 75 27 0.66

    (Zenkert and Burman, 2011)

    Сэндвич-балки с пенопластом, сконструированные и испытанные Zenkert и Burman (2011), состояли из более толстой верхней лицевой панели и более тонкой нижней лицевой панели, как показано на рис. 7.40. Это было мотивировано желанием, чтобы повреждение лицевой панели и разрушение происходили только при растяжении в нижней лицевой пластине, когда балки испытывались при нагрузке на четырехточечный изгиб, как показано на рис. 7.41 (верхняя облицовка находится в сжатии). Размеры испытательной балки приведены в таблице 7.8, где следует отметить, что толщина лицевой панели стержневой балки Divinycell h200 является правильной (Zenkert, 2011), несмотря на то, что номинальные размеры ( т 1 = 3,0 мм, т 2 = 1,5 мм ) были перечислены в Zenkert and Burman (2011). Испытания на четырехточечный изгиб проводились с использованием значения R = 0,1.

    Два типа балок с сердечником из пенопласта были смоделированы в HyperMAC с использованием возможностей программного обеспечения для проектирования и анализа сэндвич-панелей.Эта возможность позволяет указать материалы слоев, слои, основной материал и размеры. Материалы слоев были представлены с использованием сцепления MAC / GMC с RUC, показанным на рисунке 7.43. Были использованы свойства материалов из E-стекла и винилэфира, приведенные в таблицах 7.9 и 7.10, и аналогично моделированию статического разрушения для лицевых панелей, представленных выше, для компонентов были активны критерии максимального напряжения, максимальной деформации и статического разрушения Tsai-Hill. . Как и в представленных выше результатах определения усталостных характеристик ламината, только компонент матрицы на основе винилэфира подвергался усталостному повреждению.Кроме того, поскольку более толстая верхняя облицовка остается в сжатии при испытаниях, а модель усталости характеризовалась только для растяжения лицевой пластины, повреждения и разрушения не допускались в более толстой верхней облицовке при моделировании.

    Материал вспененной сердцевины считался однородным, и его усталостное поведение моделировалось с использованием соотношения закона Баскина (уравнение). (7.25), как показано на рисунке 7.46. Это соотношение было реализовано путем снижения допустимого сдвига вспененного материала в HyperMAC в зависимости от циклов; не моделировалось снижение жесткости сердечника на сдвиг.Упрощенное решение для сдвига (Bednarcyk et al., 2007), доступное в HyperSizer, было использовано для расчета распределения напряжения сдвига по толщине в сердечнике на основе сдвиговой нагрузки по толщине на уровне панели. Это решение приводит к более реалистичному кусочно-параболическому распределению сдвига по толщине, а не к постоянному значению сдвига по толщине сердечника, как предсказывается более простыми уравнениями. Напряжение сдвига сердечника затем можно было сравнить с допустимым (которое изменяется в зависимости от количества циклов) для прогнозирования разрушения сердечника, которое считалось представлением разрушения панели.

    Нагрузка на уровне панели в HyperMAC была применена для моделирования условий максимальной нагрузки, которая возникает в образце с четырехточечным изгибом в соответствии с теорией балок. То есть был приложен момент, равный P ( L 2 L 1 ) / 2 (равный моменту между местами приложенной нагрузки), наряду с поперечной нагрузкой на сдвиг, равной до P (равная поперечной нагрузке между концом балки и местами приложенной нагрузки).Таким образом, моделирование представляет собой одно место вдоль образца с четырехточечным изгибом, которое, как ожидается, будет иметь решающее значение. Как и в приведенном выше моделировании ламината, использовалось приращение повреждения 0,2. Кроме того, как было предложено в работе Зенкерта и Бермана (2011), разрушение керна было спрогнозировано с использованием предоставленного напряжения сдвига керна (см. Таблицу 7.11). Среднее рассчитанное напряжение сдвига сердечника сравнивалось с этим пределом текучести, который уменьшался с числом циклов в соответствии с законом Баскена (см. Рисунок 7.46). Панель считалась неработающей либо по стандартному критерию отказа панели HyperMAC, основанному на обратной матрице ABD, либо при отказе ядра — в зависимости от того, что произошло раньше.Обратите внимание, что метод сэндвич-панелей HyperSizer не учитывает вклад материала сердцевины в осевую жесткость панели. Однако осевая жесткость сердечника используется при расчете распределения сдвига по толщине (Bednarcyk et al., 2007). Древовидная диаграмма, суммирующая применимые уровни масштаба в проблеме усталости балки, представлена ​​на рисунке 7.47.

    Рисунок 7.47. Древовидная диаграмма, описывающая уровни масштаба, участвующие в анализе усталостных повреждений в задаче многослойной балки с пенопластом.

    На рис. 7.48 сравниваются прогнозы HyperMAC с экспериментальными данными, предоставленными Zenkert и Burman (2011) для балки из пенопласта h200, нагруженной при четырехточечном изгибе. Как экспериментальные, так и модельные данные показывают переход от механизма разрушения сердечника при сдвиге к механизму разрушения лицевой панели при растяжении. По экспериментальным данным этот переход произошел между 6309 циклами и 8767 циклами. Согласно прогнозам модели, этот переход произошел на 7791 цикле. При несколько более высоких уровнях нагрузки (меньшее количество циклов) режим отказа панели переходит в статический отказ сердечника ( P max = 58.9 Н / мм). Согласие между предсказаниями модели и экспериментом превосходное.

    Рисунок 7.48. Прогноз HyperMAC относительно усталостной долговечности стержневой балки из пенопласта h200, испытанной на четырехточечный изгиб, наряду с экспериментальными данными

    (Zenkert and Burman, 2011).

    Прогнозы HyperMAC относительно усталостной долговечности балки из пенопласта WF51 сравниваются с экспериментом на рис. 7.49. В отличие от данных балки сердцевины из пенопласта h200, переход от разрушения сердцевины при сдвиге до разрушения лицевой панели теперь значительно ниже уровня статического разрушения сердцевины (34.5 Н / мм). Экспериментальные данные показали этот переход между 16 684 и 21 073 циклами, тогда как модель HyperMAC предсказывала переход немного выше при 26 550 циклах. Ясно, что согласие между предсказаниями модели и экспериментом отличное.

    Рисунок 7.49. Прогноз HyperMAC относительно усталостной долговечности балки из пенопласта WF51, испытанной при четырехточечном изгибе, вместе с экспериментальными данными

    (Zenkert and Burman, 2011).

    alexxlab

    Related Posts

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.