Пенопласты на основе фенолоформальдегидных полимеров - Андрианов Р.А.
Скачать (прямая ссылка):
3) кристаллогидрат должен быть доступным, дешевым, недефицитным.
Перечисленным требованиям в достаточной мере удовлетворяет А/2(504)3 • 18Н20.
Сульфат алюминия отдает кристаллизационную воду при 85,5°С. Это недефицитное, легкодоступное и дешевое вещество, широко применяемое на водоочистных сооружениях [107].
40
Технический сульфат алюминия — светло-серый порошок, он содержит значительное количество примесей (табл. 9).
9. Свойства очищенного сульфата алюминия
Показатель ГОСТ 12966—75 (для сортов) Экспериментальные данные
высшего первого второго
Внешний вид -1еслеживающиеся грану-Гранулы, Неслеживаю-
лы, брикеты брикеты щиеся гранулы,
брикеты
Содержание оксида алюми-
ния, не менее, мас.% 16,30 15,0 14,0 . 15,20
Содержание нерастворимого
в воде остатка не более,
мае. % 0,30 0,5 0,7 0,50
Содержание железа в пере-
счете на оксид железа не
более, мае". % 0,02 0,04 0,7 0,05
Примененный в работе сульфат алюминия соответствует первому сорту. При нагреве А/2(504)з • 18Н20,как технического, так и химически чистого,до 140°С потеря кристаллизационной воды составляет соответственно 14 и 20 мае. %; при нагреве от ПО до 250°С потеря кристаллизационной воды — 45 и 48%. Следовательно, для использования в качестве вещества, отдающего воду, в экзотермической добавке вполне пригоден и технический А/2(504)з • 18Н20.
Расчет количества экзотермической добавки
Известно, что при гашении 1 кг извести выделяется 1160,63 кДж тепла [104] .Количество добавки, необходимое для нагрева композиции от 100°С (момент начала вспенивания, разложения кристаллогидрата и гашения извести) до 160°С (температура интенсивного отверждения пенопласта),'рассчитываем по формуле 01 = 0^/0^ где (^1 — количество тепла, необходимое для нагрева 1 кг композиции от 100 до 160°С, кДж; 0_ — количество тепла, выделяемое при гашении 1 кг извести, кДж; О^ =ст (12—1°), -где с — удельная теплоемкость композиции, кДж/кг-град; (?1 = [1,676X1,0(160— —100)] :1160,63=0,087 кг СаО/кг композиции.
Для гашения расчетного количества извести СаО-г-Н20= — Са(ОН)2 требуется воды С2 = 18X0,087:50 = 0,028 кг Н20/кг композиции.
Учитывая, что потеря кристаллизационной воды сульфатом алюминия при 100°С составляет 14%, количество кристаллогидрата для гашения 1 кг извести находим из расчета
С3 = 0,028Х 1,0:0,14 = 0,2 кг А/2(504)3 • 18Н20/кг композиции.
41
Для уточнения оптимального соотношения СаО и А/2(504)зХ Х18Н20 в целях получения наибольшего экзотермического эффекта были приготовлены смеси добавки с некоторыми отклонениями от расчетных и определены температурные эффекты.
На рис. 6 показана зависимость температуры внутри смеси СаО и А/г(504)з- 18НгО от их соотношения.
150
ИЗО
115°С нагреве
16 "Г,мин
Рис. 6. Температура внутри смеси извести с сульфатом алюминия
Температура достигается при смеси, взятой в соотношении CaO:A/2(S04)3X XI8H2O, равном 1:2 (кривая 4), при достижении теплоносителем (водой) (кривая 3) температуры 90°С. При соотношении ингредиентов 1:1 температура в смеси достигает 145°С (кривая 1), а при соотношении 2:1 — 108°С (кривая 2).
При оптимальном соотношении смесей потери массы при их нагревании должны быть незначительными. Уменьшение массы при нагревании смеси происходит благодаря испарению избыточного количества выделяющейся кристаллизационной воды. Наибольший температурный эффект возможен в смеси, не содержащей избытка кристаллизационной воды, так как испарение воды понижает температуру смеси. Недостаток кристаллизационной воды оказывает отрицательное влияние на температуру реакции в связи с неполным гашением извести.
Основываясь на'результатах опытов rio определению наибольшего температурного эффекта в смесях СаО с А/2(§04)з • 18Н20и потерь кристаллизационной воды, в качестве оптимального приняли состав [108] при соотношении компонентов добавки 1:1.
Именно при этом соотношении удается при сравнительно небольших потерях кристаллизационной воды получить наибольший температурный эффект. Наибольшая потеря влаги наблюдается при соотношении компонентов смеси СаО с A/2(S04)3 • 18Н20, равном 1:2. Большие затраты тепла на испарение излишков кристаллизационной воды приводят к снижению температуры внутри объема смеси.
При соотношении компонентов 2:1 потери влаги наименьшие й составляют 4,5%. Однако температура реакции не достигает наибольшей величины, характерной для реакции гашения извести кристалло-
42
гидратом. Это связано, по-видимому, с недостатком воды для гашения, а потеря влаги происходит с поверхностного слоя навески из той части сульфата алюминия гидрата, которая не участвует в реакции.
Оптимальная высота насыпного слоя композиции
При периодическом процессе производства пенопластовых плит типа перлитопластбетон и ФС-7-2 весовую загрузку композиции в формы определяют по данным высоты свободного вспенивания навески композиции (36 г).
При непрерывном процессе производства пенопластов из порошкообразных композиций было предложено регулировать подачу композиции в формующий нагревательный канал изменением высоты слоя композиции [109]. Регулировку высоты слоя (насыпного) композиции осуществляли, основываясь на данных высоты свободного вспенивания.
