Пенопласт свойства: Пенопласт: виды, характеристики, применение, преимущества - Стройматериалы в Иркутске

Мифология строительных материалов: пенопласт

Пенополистирол — широко распространенный теплоизоляционный материал, известный каждому как пенопласт. Его свойства сохранять тепло обусловливает изолированный в замкнутых ячейках неподвижный воздух. Материал легок, прочен, прост в обработке и не требует специальных средств защиты при работе с ним. Казалось бы, — идеальный материал?!

Так почему не утихают споры вокруг утеплителей из пенопласта? Ответы на злободневные вопросы безопасности, долговечности, горючести, допуска и правил применения в строительстве, а также привлекательности для мышей — в нашем обзоре. Эксперты «Стройки» разбирались.

Вреден ли?

Пентан. Пенополистирол на 98 % состоит из воздуха и лишь на 2 % — из полистирола, являющегося исходным сырьем для его производства и получаемого полимеризацией стирола. Высокое процентное содержание воздуха в структуре материала обеспечивается практически полным (на 80–90 % при первичном и на 10–20 % при вторичном вспенивании) замещением вспенивающего агента (пентана), который изначально содержится в гранулах и при их нагреве переходит в летучее состояние, расширяясь сам и расширяя (вспенивая) гранулы полистирола.

Остатки пентана «улетучиваются» на стадии вылеживания гранул и уже готовых блоков. К моменту поставки конечного продукта потребителю, пентана в изделиях из пенопласта либо нет вовсе, либо его содержание настолько мало, что никакой угрозы для здоровья человека не представляет.

Структура вспененного полистирола — 98 % воздуха, 2 % полистирола. Ячейки замкнуты

Остаточный мономер

Как известно, полная полимеризация стирола невозможна, вследствие чего пенополистирол содержит в своем составе остаточный мономер — стирол. Стирол является токсическим веществом, относящимся к третьему классу опасности. Он оказывает раздражающее действие на слизистые и вредное влияние на сердце и печень человека. Процентное содержание мономера в готовых качественно изготовленных плитах или блоках — не более 0,005 %. Миграция стирола в воздух не превыщает 0,001 мг/м³. Предельно допустимые же концентрации стирола: в воздухе рабочей зоны — 30 мг/м³; максимально-разовая — 0,04 мг/м³; среднесуточная — 0,002 мг/м³.

Таким образом, возможное процентное содержание и миграция стирола в разы и на порядок меньше предельно допустимых концентраций его содержания.

Молекула стирола

Деполимеризация

Полистирол является равновесном полимером, то есть находится в термодинамическом равновесии со своим мономером. Процесс деполимеризации начинается при температуре 320 °С. Нормируемая температура применения изделий из пенополистирола — от минус 40 °С до 80 °С. Таким образом, выделения стирола возможны лишь при температурах, существенно превышающих предельныеВ температурном интервале допуска к эксплуатации изоляция из пенополистирола опасности не представляет.

Проникновения

В любой многослойной конструкции стены, состоящей, например, из кирпича, пенополистирола и слоя штукатурки, градиент парциального давления газовой смеси направлен изнутри наружу: газ всегда стремится из области с высоким парциальным давлением в область с низким — от теплого к холодному. Поэтому миграции любых небезопасных веществ возможны лишь наружу, а не внутрь.

Более того, вероятность проникновения стирола через штукатурку толщиной 2 см в четыре раза ниже вероятности проникновения клетки вируса СПИДа через латекс средства контрацепции.

Опасен ли?

Пенополистирол является горючим материалам и относится к наивысшей группе горючести — Г4. Если подвергать его воздействию открытого огня, он, вероятнее всего, сгорит.

Пожарный допуск применения в строительстве. Строительный пенополистирол допускается к применению на строительных объектах лишь при введение в состав гранул, используемых для его изготовления, антипиренов — специальных добавок, замедляющих воспламенение и затрудняющих горение пенопласта. Под воздействием пламени такой материал оплавляется и теряет в объеме, при отсутствии огня — быстро затухает.

<center><ins class="lazy lazy-hidden adsbygoogle" style="display:inline-block;width:580px;height:400px" data-ad-client="ca-pub-1812626643144578" data-ad-slot="8813674614"></ins> <script>(adsbygoogle=window.adsbygoogle||[]).push({});</script></center>

Воспламенение открытого материала возможно от пламени спички, зажигалки, паяльной лампы, искр автогенной сварки. Невозможно — от прокаленного железного провода, горящей сигареты и от искр, возникающих при точке стали. Самовоспламенение пенополистирола происходит при температурах от 460 до 490 °С.

Применение в конструкции. В том случае, если пенополистирольный утеплитель применяется внутри многослойной конструкции, он в обязательном порядке подлежит защите со всех сторон негорючими материалами. Грамотная тепловая реабилитация дома плитами из пенополистирола сводит вероятность возгорания утеплителя к нулю. Слой штукатурки толщиной в несколько сантиметров способен сдерживать возгорание пенопласта в течение 15 минут. Регламентированное время прибытия пожарного расчета — 10 минут.

Долговечен ли?

Долговечность материала вне конструкции определяется качеством сырья и спекания гранул; в конструкции — качеством производства и монтажа конструкции.

Деструкция. Пенополистирол не боится воды, пара, перепадов температры, но под действием солнечного света возможно незначительное разрушение верхних слоев материала, толщина которых исчисляется десятыми долями миллиметра.

Проявляется такое разрушение в пожелтении материала.

Пенополистирол боится прямого действия органических растворителей, бензина, ацетона, уайт-спирита. Под их воздействием пенопласт расплавляется, теряя до 100 % объема, поэтому нанесение химических средств, содержащих растворители в своем составе, непосредственно на поверхность пенопласта запрещено.

Стабильность свойств. Актуальные данные испытаний отечественных и зарубежных исследователей показывают, что пенополистирол не меняет своих физико-механических и теплотехнических свойств до 50–80 лет. Материал успешно выдерживает испытания попеременным замораживанием—оттаиванием, при этом его характеристики существенным образом не изменяются, а сам материал не разрушается. В правильно изготовленной и смонтированной конструкции долговечность пенопласта определяется долговечностью самой конструкции и материалов, из которых она состоит.

Грызуны. Исследования ученых доказали, что пенополистирол как средство пропитания никакого интереса для грызунов не представляет. «Хвостатые соседи» проявляют к пенопласту «интерес» лишь в случаях, когда последний является препятствием на их пути к пище и воде, что исключается правильным устройством теплоизоляции. Также встречаются случаи, когда мыши устраивают норы в плитах пенопласта, либо используют его в качестве подстилки. Случается подобное не чаще, чем грызуны используют для тех же целей дерево, мешковину или бумагу.

Как выбрать?

Основные свойства пенополистирола определяются сырьем, используемым для его изготовления, и качеством спекания вспененных гранул. Оба критерия просты для оценки и доступны рядовому потребителю, приобретающему пенопласт на рынке.

Рассев. Желающий сэкономить производитель знает, что не рассеянный на фракции полистирол стоит дешевле и является компромиссным решением как для не вникающего в вопросы качества, стремящегося сэкономить потребителя, так и для жаждущего «навариться» изготовителя. Отличить такой пенопласт просто — размеры шариков существенно разнятся.

Пенополистирол, сделанный из рассеянного сырья, будет отличаться одинаковым размером всех гранул и, как следствие, стабильностью свойств плиты или изделия.

На фото: слева — плита, изготовленная из не рассеянного сырья, содержит в структуре гранулы, существенно различающиеся размером; справа — плита, изготовленная из рассеянного сырья, в которой все гранулы примерно одинакового размера.

Спекание гранул.

Прочностные свойства пенопласта, его способность противостоять воздействиям мороза и воды — прямое следствие качества спекания гранул. Чем большей поверхностью гранулы соприкасаются друг с другом, тем прочнее связи между ними и тем качественнее ваш утеплитель. Круглые шарики — признак плохого спекания. Если же гранулы имеют форму многогранника, то спек хороший. Если при касании материал рассыпается на гранулы, независимо от их формы, — спек плохой.

На фото: слева — пример хорошего спекания гранул; справа — плохо спекшаяся плита рассыпается от одного прикосновения, все гранулы круглые.

Выдержка и запах, влажность. Понюхайте и ощупайте приобретаемый пенополистирол. Изготовленный с соблюдением технологических параметров и выдержанный пенопласт практически не имеет запаха. Если же от материала исходит неприятный запах — скорее всего, производитель не соблюдал регламент производства, и от покупки такого утеплителя лучше отказаться. Если между плитами предлагаемого вам полистирола влажно — пенопласт не высушили, а значит, и желаемой теплопроводности вам не видать.

Вместо эпилога

Соблюдение технологического регламента, использование качественного сырья, правильный монтаж в конструкции и защита от внешнего воздействия способны гарантировать вам долговечную и безопасную теплоизоляцию. Потребителю достаточно не гнаться за сомнительной экономией, а отдавать предпочтение крупному производителю; строителю — умело применять материал в конструкции.

Пенопласт — cвойства и особенности

Пенополистирол, или пенопласт, — экологически чистый материал, который используется в жилищном, промышленном и административном строительстве. Это тепло и звукоизоляционный материал, уменьшающий затраты энергии, необходимые для обогрева помещений. Этот материал на 98% состоит из воздуха и благодаря этому замыкает тепло в комнате.

Технология изготовления

Сырьём для пенопласта является полистирол – термопластичный полимер. Он водонепроницаем, морозостоек и способен приобрести любую форму под воздействием температуры. Пенополистирол получают при вспенивании гранул полистирола. Затем их обрабатывают разогретым водяным паром и снова вспенивают, чтобы уменьшить плотность и вес гранул. Далее просушивают и удаляют остаточную влагу с поверхности. Воздух заполняет поры, и материал приобретает законченную форму. Обработанный материал прессуется, подвергается обработке горячим паром и нарезается на нужные формы. Структура при этом не повреждается, а формирование происходит

быстро. Как технология, так и само сырьё, доступны по цене. А потому, пенопласт не только надежный но и безопасный, но и самый дешёвый утеплитель.

Характеристики пенопласта

Пенополистирол – один из самых эффективных изолирующих материалов. Он используется для изоляции трубопроводов и обустройства морозильных камер. Теплопроводность пенопласта в 3 раза меньше, чем у дерева или керамзита. При толщине материала 12 см он способен сохранить тепло так же эффективно, как стена из кирпича толщиной в 210 см. Благодаря пористой структуре он отличается своими звукоизоляционными характеристиками. Уровень шумозащиты зависит от толщины материала.

Пенопласт водонепроницаем, что позволяет использовать его, как утепляющий материал фундамента, при невозможности избежать контакта с грунтом. Кроме того, он не подвержен гниению и не покрывается плесенью. Пенопласт не подвержен воздействию веществ, входящих в состав рубероида, цемента, гипса, асфальта, извести, слабых растворов щелочей и кислот. Однако, он разрушается при воздействии ацетона, бензола и других технических жидкостей.

Пенополистирол является пожаробезопасным материалом. Он поддерживает самостоятельное горение не более 4 секунд и возгорается лишь при контакте с открытым огнем.

Свойства пенопласта пенополистирола ПСБ-С (пенопласт ППС по новому ГОСТу)

Обладает высокой стойкостью к механическим нагрузкам
Кратковременная и долговременная стойкость к нагрузкам — важное свойство пенополистирола.
Стойкость к механическим нагрузкам значительно выше, чем у минеральных плит (минваты).

Обладает влагостойкостью
Водопоглощение пенопласта ниже, чем у минеральной плиты (минеральной ваты).
При длительном погружении в воду пенполистирольные плиты ПСБ-С (ППС по новому ГОСТ) впитывают всего несколько процентов воды от своего объемного веса (это свойство пенополистерола позволяет использовать его для утепления фундаментов при прямом контакте пенопласта ПСБ-С (ППС по новому ГОСТ) с грунтом).

Звуконепроницаемость и ветрозащитное действие пенополистирола
Пенополистирольным плитам ПСБ-С (ППС по новому ГОСТ) не требуется дополнительная ветрозащита.
При утеплении пенопластом существенно улучшается звукоизоляция конструкций.

Сохранение стабильных размеров пенополистерола
Пенопласт ПСБ-С (ППС по новому ГОСТ) остается полностью стабильным в строительной конструкции — причем в течение всего срока эксплуатации строения: не садится, не уменьшается в размерах, не садится, не сдвигается.

Удобство использования пенополистерола
Благодаря малому весу пенополистерольные плиты ПСБ-С (ППС по новому ГОСТ) удобны и легки в обращении.
Пенополистирол не имеет запаха, он не выделяет пыль при обработке, не ядовит, не вызывает раздражения кожи.
Данный материал также удобен и для строителя, которому не приходится применять средства защиты, используя пенополистирол: его легко можно нарезать на куски нужных размеров при помощи самых обычных инструментов.

Долговечность пенополистирола
В течение всего срока жизни строения качество свойств пенопласта ПСБ-С (ППС по новому ГОСТ) не ухудшается.
Низкая влагопоглощаемость материала обеспечивает сохранение стойкости к нагрузкам и теплоизолирующую способность во влажных условиях эксплуатации.
На поверхности пенополистерола не образуется питательной среды для роста бактерий и микроорганизмов, он не гниет, не плесневеет и не преет, является химически стойким.

Трудновоспламеняемость пенополистерола
Все марки пенополистерола ПСБС (ППС по новому ГОСТ) изготовлены из сырья, содержащего огнестойкую добавку — антипирен.
Температура эксплуатации пенополистирола составляет от -200 до +85° С.

Все марки пенопласта соответствуют требованиям ГОСТ 15588-86.

Пенопласт-34 • Статьи — Физико-технические свойства пенопласта

Тепло и звукоизоляционные свойства различных марок пенополистирола практически одинаковы, но механические характеристики разные. Поэтому применение более плотных марок (чем плотнее, тем выше стоимость) экономически обосновано в тех случаях, где пенополистирол несет механическую нагрузку. В таблице 1 указаны варианты использования различных марок пенополистирола, исходя из экономической целесообразности.

Таблица 1.

Области применения	ПСБ-С-15	ПСБ-С-25	ПСБ-С-35
Утепление фасадов зданий		♦
Утепление полов под стяжку		♦	♦
Изоляция крыш и мансард	♦	♦
Изоляция потолков и чердаков	♦	♦
Внутренняя изоляция стен	♦
Утепление фундаментов			♦
Защита от вспучивания грунтов			♦
Термоизоляция труб	♦	♦
Противоударная упаковка	♦	♦
Морозильники, холодильные установки	♦	♦
Рефрижераторный транспорт	♦	♦

Применяется при изготовлении многослойных сендвич-панелей, теплоизоляции труб, утепления фундаментов, предотвращения промерзания и вспучивания грунтов, отвода стоков.
Вспененные гранулы пенополистирола используются для приготовления строительного материала — полистиролбетона.
Широкое применение пенополистирола обусловлено рядом замечательных свойств, присущих ему:
— Обладает низкой теплопроводностью – в таблице 2 показано сравнение толщин стен из различных материалов, одинаково препятствующих теплопотерям в здании.

Таблица 2

— Не является гигроскопичным (устойчив к воздействию влаги) и следовательно не теряет термоизоляционных свойств,
— Не содержит вредных для здоровья веществ (используется для упаковки продуктов),
— Легок и прочен, легко приклеивается к различным материалам,
— Не усваивается животными и микроорганизмами,
— Долговечен и стоек к гниению.

Физико-технические свойства пенопласта.

Показатель	ПСБ-С-15	ПСБ-С-25	ПСБ-С-35
Плотность (кг/м3)	До 15	15,1-25,0	25,1-35,0
Прочность на сжатие при 10% линейной деформации (Мпа), не менее	0,05	0,1	0,18
Предел прочности при сгибании(Мпа), не менее	0,07	0,18	0,25
Теплопроводность в сухом состоянии при Т=20-30 С( Вт/м. К), не более	0,042	0,039	0,037
Влажность плит ,% не более	12	12	12
Водопоглащение за 24 ч (в % к объему), не более	3	2	2
Время затухания, сек. не более	4	4	4

•ПСБ-С-15 применяется для утепления и звукоизоляции конструкций не подвергающихся механическим нагрузкам: меж кирпичная кладка, под вагонку, сайдинг, гипсокартон, для утепления бытовок и т.д.
•ПСБ-С-25 применяется для наружного утепления фасадов зданий, лоджий, балконов, стен, полов в жилых помещениях под армированную стяжку, крыш, при производстве сэндвич-панелей и т. д.
•ПСБ-С-35 применяется при утеплении промышленных полов складских комплексов, автопаркингов, автостоянок и т.д.

Ограничения в применении пенополистирола:

— при постоянной температуре выше 80С изменяет свои свойства – подвержен деформации и усадке,
— нестоек к воздействию органических растворителей и ультрафиолетовым (солнечным) лучам – поэтому его покрывают защитным слоем.

Пенопласт — Применение 34 — Свойства

Пенопласт — Применение 34 — Свойства 8 [c.212]

Опишите пенопласты, их разновидности и свойства. Укажите области применения пенопластов в машиностроении. [c.151]

Целесообразность применения каждого из этих способов определяется физикохимическими свойствами исходного полимера и технико-экономическими требованиями, предъявляемыми к готовым пенопластам. [c.143]

Наиболее распространенные трехслойные конструкции, состоящие из двух тонких листов достаточно прочного материала (несущие слои или обшивки) и сравнительно толстого слоя легкого, но малопрочного заполнителя (пенопласт), выгодно отличаются от однослойных (того же веса) значительно большим моментом инерции (по сечению). Это обстоятельство, в свою очередь, определяет их высокую поперечную жесткость, обеспечивающую сохранность геометрических форм при значительных нагрузках и сопротивляемость усталостным напряжениям, а также высокие критические напряжения деформации сжатия, обусловливающие выигрыш в весе, особенно при использовании в качестве обшивок высокопрочных металлов (сталь, титановые сплавы и т. п.). Кроме того, применение в качестве легких заполнителей пенопластов, обладающих высокими теплоизоляционными свойствами, может обеспечивать требуемую жесткость и монолитность трехслойных конструкций в условиях кратковременного нестационарного нагрева. [c.155]

Композитными пластинами и оболочками называют плоские или искривленные тонкостенные элементы, образованные из слоев, среди которых могут быть анизотропные слои из армированных композиционных материалов, изотропные слои из металла и термопласта, слои легкого заполнителя из сот или пенопласта, эластичные прослойки из резины и других материалов.

Широкое применение таких элементов в машиностроении определяется возможностью создавать конструкции с заданным комплексом свойств механическими. теплофизическими и другими характерис- [c.223]

Свойства и применение. Используемые на практике конструкционные пенопласты имеют кажущуюся плотность около 600— 800 кг/м что составляет /з от плотности монолитных пластиков. Детали, полученные из таких пенопластов литьем под давлением, имеют наружную плотную оболочку в результате контакта расплава с холодной поверхностью формы. Однако такая поверхность имеет обычно характерные неровности, что требует во многих случаях ее покрытия слоем лака или шпатлевки. [c.443]

Автомобили и автопоезда-рефрижераторы оборудованы специальными изотермическими кузовами. Термоизоляция кузовов обеспечивается применением термоизоляционных материалов, обладающих малой теплопроводностью и гигроскопичностью, отсутствием запаха, долговечностью, огнестойкостью, пожаробезопасностью и т. п. На отечественных фургонах наибольшее применение получил пенопласт ПС-4. Этот материал негигроскопичен, достаточно прочен, хорошо приклеивается к металлу и другим материалам и остается стабильным по своим свойствам до температуры + 60°С. [c.290]

Полиуретановые пенопласты жесткие и эластичные (поролон) находят применение в судостроении. Применение их в строительных конструкциях еще е исследовано. Показатели некоторых механических свойств пенополиуретанов приводятся в табл, 30. [c.144]

В машиностроении находят также широкое применение теплозвукоизоляционные пластмассы. В качестве теплозвукоизоляционных пластмасс обычно используют пенопласты, мипоры, поролоны и др. Эти материалы отличаются малым удельным весом, пористой структурой и получаются из различных синтетических и отчасти природных полимеров. Физико-механические свойства некоторых теплозвукоизоляционных пластмасс приведены в табл. 6. [c.25]

Широкое применение во многих отраслях машиностроения находят в настоящее время пористые пластические массы, известные под общим названием поропластов и пенопластов. Пенопласты получаются в принципе из любых полимеров, обладающих соответствующей текучестью под действием температуры и давления. Применяются же в основном пенопласты на основе полистирола и поливинилхлорида. Пенопласты на основе полистирола обладают при сравнительно невысоких механических свойствах исключительно низким (0,06ч-0,22) удельным весом, низким коэффициентом теплопроводности, высокой химической стойкостью, водостойкостью и плохой горючестью. Применение пенопластов значительно упрощает сборку изделий и повышает их усталостную и вибрационную прочность. Во многих случаях пенопласты широко используются в качестве тепло- и звукоизоляционного материала. Значительный интерес как конструкционный материал, несущий нагрузку, представляет собой пенопласт, армированный стеклотканью и даже металлом. [c.11]

Большой интерес для теории и практических применений РПИ представляют нерегулярные (в частности, пористые) среды.

Свойства РПИ, испускаемого из пористых сред (типа пенопласта) исследованы многими авторами [71.1,с. 542, 71.6, 71.7, 73.10, 73,11, [c.260]

Новые виды пластмасс. За последнее время в промышленности получили применение пластические массы, обладающие рядом новых ценных свойств. К ним относятся пенопласты, полиамидные смолы, сотовые материалы и ряд других. [c.725]

Газонаполненные полимерные материа-л ы. Разделяют на пенопласт ы, у которых микроскопические ячейки заполненные газом, не сообщаются между собой, и поропласты, у которых ячейки сообщаются между собой. Легкость, сравнительно высокие механические, химические, электроизоляционные и другие свойства обусловили их применение в качестве тепло- и звукоизоляционных материалов. [c.54]

Ячеистые пластические массы, иначе называемые пенопластами, с каждым годом находят все большее применение в самолетостроении. Это объясняется совокупностью некоторых весьма ценных р. х свойств. Некоторые пенопласты характеризуются высокими диэлектрическими свойствами например, диэлектрическая проницаемость пенополистирола достигает величины 1,1. Подобные материалы проницаемы для радиоволн, что послужило основанием для их использования в качестве обтекателей для радиоантенн самолета. Объемный вес пенопластов можно изменять в пределах от 0,05 до 0,8 г/слг . Столь облегченный материал вследствие особенностей своей структуры (изолированные ячейки) характеризуется одновременно и низкой звуко- и теплопроводностью и достаточной стойкостью к вибрационным нагрузкам. [c.85]

Непрозрачный термопластичный материал с повышенными механическими свойствами. Области применения те же, что у полистирола и полипропилена, а также для изготовления лаков и пенопластов [c.24]

Полиуретановые и полистирольные пенопласты имеют высокие теплоизолирующие свойства и достаточно долговечны. Но их широкое применение в строительстве, особенно полиуретановых пенопластов, сдерживается дефицитностью и повышенной стоимостью исходного сырья. Фенольно-резольные пенопласты отличаются от других тем, что исходные компоненты доступны и имеют относительно невысокую стоимость, а также технологичностью и повышенной по сравнению с другими огнестойкостью. Однако как утеплитель фенольные пенопласты [c.89]

Накопленный опыт применения пенопластов в строительстве, а также результаты исследования их свойств позволяют определить варианты их наиболее рационального использования. [c.94]

Газонаполненные пластмассы — пенопласты, поропласты и сотопласты состав, свойства, области применения. [c.28]

Пластические массы (текстолит, гетинакс, стеклотекстолит, древесно-волокнистые пластики, волокнит, винипласт, оргстекло, полиэтилен, пенопласт, эпоксидная смола и многие другие) используются в качестве отделоч1Ных материалов и для различных изделий (трубы, краны, соединительные части, детали интерьеров, машин и конструкций и т. д.). Они получают все более широкое применение 1в машиностроении, строительстве, энергетике и многих других отраслях техники, что делает необходимым изучение основных механических свойств пластмасс и методов определения их главных механических характеристик. Следует иметь в виду, что некоторые механические свойства пластмасс весьм.з сильно изменяются (ухудшаются) под влиянием повышенной температуры, длительных нагрузок, влажности, циклических напряжений и времени. Эти изменения, как правило, необратимы. Для [c.157]

Диэлектрические свойства. Все пластические массы практически являются диэлектриками (за исключением случая введения специальных наполнителей или применения специальных полимеров). Диэлектрические свойства пластических масс определяются в основном химическим строением и структурой полимерного связующего, а также наполнителем. Наилучшими диэлектриками для высокочастотной техники являются полиэтилен, полистирол, политетрафторэтилен. Тангенс угла диэлектрических потерь этих материалов при 10 гц 0,0002—0,0006, диэлектрическая проницаемость 1,9—2,6 удельное объемное и поверхностное электросопротивление — 10 —10 ом-см (ом), электрическая прочность 20—40 кв мм. Малым тангенсом угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемостью обладают пенопласты. Хорошие электроизоляционные свойства имеют слоистые пластики и прессмате-риалы с минеральным наполнителем. Лучшими и наиболее стабильными в условиях высокой температуры и повышенной влажности диэлектрическими свойствами обладают пластики на основе кремнийорганических смол и политетрафторэтилена. [c.14]

Применение ПАВ многообразно и продолжает расширяться. ПАВ используются как моющие средства, ингибиторы коррозии, смачиватели, плёикообразователи, пенообразователи, пеногасители, эмульгаторы, диспергаторы, регуляторы роста кристаллов. Известны применения ПАВ в процессах флотации, для повышения отдачи нефтяных пластов, сборки нефти, борьбы с угольной пылью, гашения волн и турбулентностей, замедления испарения водоёмов, придания водоотталкивающих свойств почвам, цементам и др. материалам. Добавки ПАВ повышают качество строит, материалов, смазок и металлорежущего инструмента. ПАВ необходимы для производства хим.

, пищевых, лекарственных эмульсий, пен (пожарных пен, пенопластов, пенобето-вов и т. п.), аэрозолей и др. [c.648]

Теннисные ракетки. Для теннисных ракеток не только весовые характеристики материала являются определяющими. Постепенно все большее применение находят теннисные ракетки на основе углеродных волокон, обеспечивающие высокую скорость летящего мяча, а также обладающие хорошими демпфирующими свойствами. Методы их формования несколько сложнее, чем методы изготовления клюшек для игры в гольф и удилищ. Поэтому наряду с известными методами формования применяют их различные модификащш. Примеры методов формования теннисных ракеток приведены в табл. 3. 19. Естественно, что взамен деревянных ракеток изготовляют ракетки со средней плотностью, близкой к плотности древесины. Так как основной каркас ракетки является по-ным или заполненным пенопластом, то его вес не превышает веса рукоятки. Волокна в каркасе ракетки располагаются под углами О и 90° к криволинейной оси каркаса, но возможно также ориентирование волокон и под углом (20 — 60° ) [54]. [c.109]

Наиболее распространенными и прочными являются пенополистирол (ПС) и пенополивинилхлорид (ПХВ), способные работать при -ьбО °С. Фе-нолкаучуковые (ФК) пенопласты имеют рабочую температуру 120—160 °С. Наличие в их составе алюминиевой пудры (ФК-20-А-20) повышает рабочую температуру до 200—250 °С. Пенопласт К-40 на кремнийорганической основе кратковременно выдерживает температуру 300 С. Свойства некоторых пенопластов приведены в табл. 9.4. Пенопласты нашли широкое применение в качестве теплоизоляционного материала в конструкциях холодильников, контейнеров, рефрижераторов и др. Они часто используются для заполнения внутренних полостей конструкций и тем самым повышают удельную прочность, жесткость и вибропрочность силовых элементов. [c.239]

В производстве таких материалов используют спиртовые или в отдельных случаях водные растворы смол для пропитки второй непрерывной фазы (наполнителя). Прессованием при повышенной температуре получают однородные и прочные листы (см. [3] дополнительного списка литературы). Наиболее широкое применение эти материалы находят в производстве высоковольтной изоляции, зубчатых колес, подшипников с водяной смазкой, декоративных пластиков для облицовки столов и стен. Другим интересным и специфическим применением фенольных смол является производство пенопластов. Фенопенопласты имеют более высокую хрупкость и стоимость, чем, например, пенополистирол или жесткие пенополиуретаны, однако они обладают существенными преимуществами— самозатухающими свойствами и низкой токсичностью продуктов горения. [c.24]

Полимерные композиционные материалы широко применяются в транспорте. Наибольшее распространение получили полиэфирные стеклопластики, хотя в настоящее время начинают широко применяться и другие материалы. Так, для замены деталей радиаторов автомобилей, где они подвергаются действию повышенных температур и давлений, находят применение наполненные стеклянным волокном полиамиды и полифениленокснд. Полиэтилен и по-либутилентерефталат, наполненные стеклянным волокном, обладают высокой ударной прочностью и отличными электроизоляционными свойствами и используются в системе зажигания автомобилей. Пенопласты и их комбинации с другими материалами широко используются в производстве сидений, для теплоизоляции и амортизации ударных нагрузок. При этом конструкторы научились использовать наилучшим образом специфические свойства полимерных композиционных материалов. [c.411]

Интенсивно развивающейся областью, в которой применение полиэфирных композиционных материалов находит широкое применение, является производство передвижных домов. Перспективность этих материалов обусловлена широкими возможностями варьирования их свойств. В Великобритании передвижные дома строятся в соответствии с государственным стандартом, в котором особые требования предъявляются к негорючести материалов, особенно полимерных. Наряду с листовыми материалами в них широко используются негорючие конструкционные пенопласты, часто в сочетании с фанерой, обеспечивая хорошую стойкость к действию окружающей среды, а также хорошие тепло- и звукоизоляционные свойства. Из полимерных композиционных материалов, в частности из многослойных материалов на основе полиэфирных стеклопластиков, покрытых методом соэкструзии акрилатными и АБС-пластикамн, и заполнителей из бумажных сот, пропитанных [c. 414]

Методы переработки и материалы. Литье под давлением термопластов является хорошо освоенным процессом, широко применяемым в переработке пластмасс. Этот метод был применен для получения деталей из конструкционных пенопластов с высокой удельной жесткостью и регулируемой толщиной поперечного сечения, обусловленной требованиями эстетики. Кроме того, эти детали больше напоминают детали из древесины и по свойствам, и по внешнему виду, чем детали из монолитных термопластов. Наиболее распространенным материалом для этого является пенопласт на основе ударопрочного полистирола, а также полипропилена, ПЭВП, АБС-пластиков, поликарбоната и полипропиленок-сида. При литье под давлением конструкционных пенопластов используются гранулы соответствующего полимера, способного вспениваться в процессе впрыска его расплава в форму из материального цилиндра литьевой машины. [c.443]

Свойства и применение. Как правило, детали из сэндвичевых пенопластов имеют толщину около 10 мм, хотя их толщина в принципе не ограничена. Такие элементы, как ребра жесткости и утолщения, в этом случае не проявляются на противоположных поверхностях, как это обычно наблюдается при литье монолитных термопластов. Аналогично литьевым конструкционным пенопла-стам жесткость деталей из сэндвичевых пенопластов при изгибе больше, чем деталей из монолитного материала такой же формы. Так, из сэндвичевых пенопластов удается получать детали такой же жесткости при изгибе, как и из монолитного материала, достигая экономии в весе до 30—40%. Вследствие более высокой концентрации материала в поверхностном слое и более низкой плотности сердцевины, сэндвичевые пенопласты превосходят литьевые пенопласты по жесткости при изгибе, приходящейся на единицу веса. [c.446]

Эпоксидная смола является одним из самых универсальных клеев. Благодаря высоким адгезионным, механическим свойствам зпоксидные смолы находят широкое применение при изготовлении лаков, эмалей, клеев, замазок, шпаклевок, заливочных и пропиточных компаундов, пенопластов.

Они используются также для модификации других полимеров и олигомеров, улучшения разлива [c.160]

Многослойные конструкции находят широкое применение в различных отраслях современной техники. Это связано, прежде всего, с тем, что умелым сочетанием полезных свойств отдельных слоев можно обеспечить не только высокую удслы у ) жесткость и прочность изделия, но и удовлетворить требованиям по таким характеристикам, как теплопроводность, термостабильность, герметичность, радиопрозрачность, коррозионная стойкость и многим другим. Для достижения этих целей при подборе слоев конструктор может использовать самые различные материалы металлические сплавы, композиты, пластмассы, пенопласты, керамики, резины и т. д. Однако следует отметить, что наличие требуемого набора исходных материалов является только необходимым, но не всегда достаточным условием. Для полной реализации возможностей, заложенных в самой идее многослойной конструкции, необходимо кроме незаурядной изобретательности проявить также умение опираться на надежные методы расчета, позволяющие прогнозировать свойства и поведение будущей конструкции. Без такого анализа практически невозможно создать конструкцию, удовлетворяющую требуемому комплексу физико-механических характеристик. [c.3]

По применению различают следующие группы пластмасс конструкционные химически стойкие защитные антикоррозионные, используемые в покрытиях теплоизоляционные (например, пенопласты) прокладочноуплотнительные со специальными физическими свойствами электроизоляционные, радиопрозрачные (гети-накс, полиэтилен, стеклотекстолит), светопрозрачные — [c.141]

Правильная мелкоячеистая структура полистирольных пенопластов обусловливает высокие их изоляционные свойства при вполне приемлемых прочностных показателях и устойчивости к увлажнению. Горючесть пенопластов может быть уменьшена путем применения хлорстирола. В 1961 г. нашей промышленностью освоено производство самозатухающего пенополистирола ПСБ—1 (листы 100X50 см, толщиной 25—100 мм). [c.144]

Наряду с термопластичными пенопластами в судостроении и авиастроении за границей и у нас применяются пенопласты, выполненные из поликонден-сационных смол. Ниже дается краткое описание их свойств [11]. Кроме мипо-ры, применение этих пенопластов в строительстве не опробовано, пока не изучена также их работа под длительным действием постоянных нагрузок. [c.144]

Пенопласты получили наиболее широкое применение. Объе шая масса пенопластов колеблется от 0,02 до 0,2 г, см . Замкнуто-ячеистая структура обеспечивает хорошую плавучесть и высокие теплоизоляционные свойства. Коэффициент теплопроводности низкий — от 0.002 ло 0.05 ккал (ут-ч-X). Механическая прочность пенопластов невысока и зависит от плотности материала. [c.418]

Непрозрачный термопластичный материал с повышенными механическими свойствами. Область применения та же, что и полистирола и полипропилена, кроме того, применяется для изготовления лаков и пенопластов Непрозрачный термопластичный материал. Применяется для изготовления деталей низкого напряжения. Обладает повышенным водопоглоще-нпем (8—10%) [c.29]

Тепловая изоляция самолетов одновременно должна являться звуковой изоляцией. Задача звуковой изоляции в самолетах является более сложной и важной по сравнению с тепловой изоляцией, так как пределом толщины стенок звуко- и теплоизоляции является 100 мм при весе одного квадратного метра 3—3,5 кг. Материалы, применяемые для звуко-тенло-изоляции самолетов должны быть легкими, мало гигроскопичными, огнестойкими, обладать достаточно высокой характеристикой звукопоглощения и иметь низкий коэффициент теплопроводности. Этим требованиям не в полной мере удовлетворяют следующие тепло-звукоизоляционные материалы, применяемые в самолетостроении АСИМ, АТИМС, АТИМСС, АТИМ, комбинации из этих материалов — АТИМО, пенопласты твердые и эластичные и тонколистовая пробка. Указанные материалы применяются в виде матов в конструкциях с воздушными прослойками и без прослоек. Внутренняя обшивка тепло-звукоизоляции выполняется авиационной тканью, тканью с хлорвиниловой пленко11 пористой и непористой, декоративно-облицовочными пластиками и другими различными отделочными материалами. Перспективными конструкциями тепло-звукоизоляции могут явиться конструкции с применением гладкой и гофрированной алюминиевой фольги, гранулированной фольги, как обладающие незначительным объемным весом и высокими теплоизоляционными свойствами. [c.237]

Перспективными конструкциями теплозвукоизоляции могут быть конструкции с применением гладкой и гофрированной алюминиевой фольги, гранулированной фольги, как обладающие незначительным объемным весом и высокими теплоизоляционными свойствами, а также конструкции панелей с заполнителями из самовспенивающихся пенопластов. [c.394]

Классификация полимерных материалов. Термопластические полимерные материалы ( полиэтилен, полиамид, поливинилхлорид и др. ). Их свойства, состав, области применения. Термореактивные полимерные материалы. Паро-пласты и пенопласты. Пластмассы с твердыми, порошковыми, волокнистыми и листовыми наполнителями. [c.11]

Свойства пены Что отличает одну пену от другой

Свойства пены: чем одна пена отличается от другой?

Опубликовано Дэйв Шерман, 21 августа 2018 г.
Решения для эластомерных материалов

Этот пост (первоначально написанный Дэйвом Шерманом) появился в блоге PORON Cushioning. Обновлено 21.08.2018

Пена есть пена есть пена, верно?

Одним словом (или тремя) не так уж и много.Наши клиенты часто удивляются, узнав, что все материалы PORON ^® Comfort представляют собой пенополиуретаны с открытыми порами, особенно когда они привыкли видеть пенопласты EVA с закрытыми порами или пенополиуретаны с закрытыми порами.

Пена с открытыми порами имеет много преимуществ и свойств, которых нет у пен с закрытыми порами. Одним из самых больших является то, что он предлагает наилучшую устойчивость к остаточной деформации при сжатии (C-Set) или, для любителей пены, устойчивость к разрушению после многократного использования. По сути, это означает, что пена очень прочная, не разрушается и не теряет своих амортизирующих свойств после многократного использования.В мире обуви это означает постоянную посадку, форму и функциональный уровень, а также сохранение внешнего вида обуви в том виде, в каком она была разработана.

Пенопласты с закрытыми порами и пенопласты с открытыми порами

Вот еще кое-что для размышления…

Пена с закрытыми порами:

Пены с закрытыми порами или пены EVA состоят из полных пузырьков воздуха. Пузырьки воздуха задерживаются в пене со стенками ячеек, которые препятствуют выходу воздуха. Слипшиеся вместе, как мыльные пузыри в пенной ванне, воздушные карманы имеют решающее значение для функционирования пены.Когда пена сжимается, сжимается и воздух внутри пузырьков, что позволяет пене пружинить при снятии давления. По этой причине они часто используются в стельках для обуви и спортивных прокладках, где ключевыми факторами являются сопротивление и защита.

Свидетельство этого свойства можно продемонстрировать с помощью теннисного мяча. Известно, что теннисные мячи прыгают из-за того, что внутри мяча находится воздух. Но как только теннисный мяч используется несколько раз, воздух начинает просачиваться, в результате чего мяч теряет упругость.

Применяя эту аналогию к пенам с закрытыми порами, это точка, в которой пена начинает становиться плоской или «схватываться» (помните всю эту историю с C-Set?). Вот почему стельки или набивка, сделанные исключительно из пены с закрытыми порами, со временем становятся менее удобными или менее защищающими при следующем ударе.

Пена с открытыми порами:

Пенопласт с открытыми порами также имеет свои плюсы и минусы. Материалы PORON Comfort состоят из открытых ячеек, соединенных порталами, которые позволяют воздуху проходить между ними.

Это означает, что свойства этих материалов зависят не от пузырьков воздуха, а от свойств материалов стенок их ячеек. Благодаря этому они реагируют на давление подобно пружине, возвращаясь в исходное положение после каждого сжатия в обязательном порядке благодаря свободному прохождению воздуха через ячейки. Структура с открытыми порами также позволяет пропускать пары влаги, обеспечивая воздухопроницаемость и сохраняя окружающую среду обуви.

Материалы с открытыми порами PORON Comfort, доступные в различных запатентованных рецептурах, разработаны для обеспечения определенной функциональности, обеспечения нужного уровня поддержки и воздухопроницаемости для конечного пользователя в течение дня и на протяжении всего срока службы обуви.

Итак, какой из них подходит для вашего приложения?

У каждого типа пенопласта есть свои преимущества и недостатки, которые следует учитывать при принятии решения о том, какой из них использовать. Пенопласты с закрытыми порами могут быть очень легкими, так как стенки их ячеек могут быть очень тонкими, но обычно жесткими из-за несжимаемости воздуха внутри них.Они также могут лучше противостоять проникновению жидкости, чем материалы с открытыми порами.

Пенопласты с открытыми порами, помимо того, что они устойчивы к деформации, мягче и легче сжимаются. Их ячейки также обеспечивают воздухопроницаемость и лучшее сопротивление сжатию (CFD) или, другими словами, меру их прочности или несущей способности.

Иногда правильное пенопластовое решение представляет собой комбинацию материалов с закрытыми и открытыми порами. Используя лучшее из обоих миров, некоторые конструкции состоят из пены с закрытыми порами и пены с открытыми порами, что позволяет более гибкому слою с открытыми порами (например, PORON Comfort) соответствовать форме, заданной в материале с закрытыми порами (например, EVA). .

См. в таблице ниже сводку преимуществ каждого типа пены:

*Свойства пены*	Открытая ячейка	Закрытая ячейка	Измерение свойств
Отклонение силы сжатия (CFD)	✓		Мягкость/Комфортность
Комплект сопротивления сжатию	✓		Жизнь собственности
Антимикробный	✓ *		Интегральное покрытие
Воздухопроницаемость	✓		МВТР-Да/Нет
Водопоглощение		✓	% Поглощение через некоторое время
Возможность стирки		✓	циклов при настройке
Формование		✓
Гибкость	✓

* Доступна дополнительная защита

Помните об этих различиях, поскольку они относятся к вашему приложению и дизайну. Если ваше приложение требует более легкого веса и моющейся способности, выберите пенопласт с закрытыми порами. Однако, если долговечность и надежность имеют решающее значение для вашего применения, выберите материалы PORON Comfort в качестве решения.

Теги:
Обувь, Защита от ударов, Общепромышленный

Привет, Я занимаюсь производством и продажей запатентованного чехла для кистей Brushaper (www.brushaper.com). Основная часть покрытия состоит из ламинированного пеноматериала с открытыми порами.Спецификации следующие: • Пена с открытыми порами (дышащая). 100% пенополиуретан. Плотность: 65 ±5 кг/м3 • Ламинированная ткань (2 варианта) с обеих сторон: Нейлон — 100% нейлон 70D Лайкра — 15% спандекс/85% нейлон • Растяжимость (в 4 направлениях), воздухопроницаемость, впитывающие свойства • Толщина: около 3 мм • Черный цвет Есть ли у вас возможности изготовления такого продукта? Я с нетерпением жду вашего ответа.
Опубликовано Andy Oliver 22 апреля 2021 г.

Вернуться в блог

Свойства пены — PetroWiki

Объемная пена, присутствующая в пивной шапке или в чистящих растворах, представляет собой метастабильную дисперсию относительно большого объема газа в непрерывной жидкой фазе, которая составляет относительно небольшой объем. пены.Альтернативное определение объемной пены — это «скопление пузырьков газа, отделенных друг от друга тонкими пленками жидкости». ^[1] В большинстве классических пен содержание газа достаточно велико (часто от 60 до 97% объема). В объемной форме, например, в наземных сооружениях и трубопроводах нефтяных месторождений, пена образуется, когда газ контактирует с жидкостью при наличии механического перемешивания. Используемый здесь объемный пенопласт представляет собой пенопласт, который существует в контейнере (например, в бутылке или трубе), для которого объем контейнера намного больше, чем размер отдельных пузырьков пенообразователя.

Пенопласты общего назначения

Капиллярные процессы определяют образование и свойства пен в пористой среде. Пены для улучшения соответствия представляют собой дисперсии пузырьков микрогаза, обычно с диаметром/длиной в диапазоне от 50 до 1000 мкм. Пена в пористых средах существует в виде отдельных пузырьков микрогаза, непосредственно контактирующих со смачивающей жидкостью стенок пор. Эти пузырьки микрогаза разделены пластинками жидкости, которые соединяют стенки пор и образуют жидкую перегородку на шкале пор между пузырьками газа.Пена распространяется в большинстве вмещающих пород-коллекторов в виде цепочки пузырьков, в которой каждый газовый пузырь отделен от следующего пленкой ламелей жидкости. Во многих случаях отдельные пузырьки пены в основной породе коллектора могут иметь длину во много поровых тел. Гауглиц и др. определили структуру пены в пористой среде как «дисперсию газа в непрерывной жидкой фазе, по крайней мере, с некоторыми путями потока газа, прерывистыми из-за тонких жидких пленок, называемых ламелями». ^[2]

Все пены, обсуждаемые на этой странице, и все пены, которые используются для улучшения соответствия, содержат поверхностно-активные вещества, растворенные в жидкой фазе пены, для стабилизации газовой дисперсии в жидкости.Газовая фаза пены может включать как классический газ, так и сверхкритический газ, такой как сверхкритический/плотный CO ₂ . За исключением специально оговоренных случаев, все пены, обсуждаемые в этой главе, которые используются для улучшения соответствия нефтяных месторождений, представляют собой пены на водной основе. Эта глава ограничивается в первую очередь обсуждением пен на водной основе, стабилизированных поверхностно-активными веществами, для использования в улучшении соответствия во время операций по добыче нефти.

На рис. 1 показан двухмерный срез общей пенопластовой системы.^[3] Тонкие пленки жидкости, разделяющие пузырьки пенообразователя, определяются как пластинки пенопласта. Соединение трех ламелей газового пузыря под углом 120° называется границей Плато. В стойких объемных пенах сферические пузырьки пенного газа превращаются в пенные ячейки, многогранники, разделенные почти плоскими тонкими пленками жидкости. Такая пена называется сухой пеной. Ячейки пены многогранников почти, но не совсем правильные додекаэдры. В трех измерениях четыре границы Плато ячейки пены встречаются в точке под тетраэдрическим углом примерно 109 °.^[3]

Рис. 1 – Обобщенный 2D-срез объемной пенопластовой системы.

Пены в пористой среде, как правило, имеют пузырьки такого же размера или больше, чем поровые тела. Пена существует в пористых средах пород-коллекторов в виде цепочек пузырьков, где граница Плато ламелей пены формируется на стенке поры и имеет, для статической нетекущей пены в теле поры, угол около 90° между ламелями жидкости и порой. стена.

Пенообразователи

Поверхностно-активные вещества являются необходимым третьим ингредиентом, необходимым для образования пеноматериалов, обсуждаемых в этой статье. Понимание основных химических свойств поверхностно-активных веществ необходимо при выборе подходящего поверхностно-активного вещества для конкретного применения пены на нефтяном месторождении.

Молекула поверхностно-активного вещества содержит в одной молекуле как полярный, так и неполярный сегмент. Полярный или гидрофильный сегмент молекулы поверхностно-активного вещества имеет сильное химическое сродство к воде.Неполярный или липофильный сегмент имеет сильное химическое сродство к неполярным углеводородным молекулам. Когда вода и нефть или вода и газ находятся в контакте, молекулы поверхностно-активного вещества имеют тенденцию разделяться на границу раздела нефть/вода или газ/вода и уменьшать межфазное натяжение на границе раздела. На рис. 2 изображена молекула поверхностно-активного вещества, находящаяся на поверхности раздела масло/вода. Разделение молекулы поверхностно-активного вещества на границе раздела газ/вода и последующее снижение межфазного натяжения является основным механизмом, с помощью которого поверхностно-активные вещества стабилизируют дисперсии газа в воде с образованием метастабильной пены.

Рис. 2 – Изображение молекулы полимера, находящейся на границе раздела масло/вода.

Поверхностно-активные вещества подразделяются на четыре типа, которые отличаются химическим составом полярной группы молекулы поверхностно-активного вещества.

Анионные вещества — полярная группа анионного поверхностно-активного вещества представляет собой соль (или, возможно, кислоту), где полярная анионная группа непосредственно связана с молекулой поверхностно-активного вещества, а встречный и поверхностно-неактивный катион (часто натрий) прочно распределен в водной среде. стороне границы раздела нефть/вода или газ/вода.Анионные поверхностно-активные вещества часто используются в нефтепромысловых пенах, потому что они являются относительно хорошими поверхностно-активными веществами, обычно устойчивыми к удерживанию, достаточно химически стабильными, доступными в промышленных масштабах и относительно недорогими.
Катионоактивы — полярная группа катионоактивного поверхностно-активного вещества представляет собой соль, в которой полярная катионоактивная группа непосредственно присоединена к молекуле поверхностно-активного вещества, а противодействующий и поверхностно-неактивный анион сильно разделен на водную сторону поверхности раздела масло/вода или газ/вода. . Катионные поверхностно-активные вещества редко используются в нефтепромысловых пенах, потому что они склонны сильно адсорбироваться на поверхности глины и песка и относительно дороги.
Nonionics — полярная группа неионогенного поверхностно-активного вещества представляет собой не соль, а химическое соединение, такое как спиртовая, эфирная или эпоксидная группа, которая способствует свойствам поверхностно-активного вещества, создавая контраст электроотрицательности. Неионогенные поверхностно-активные вещества менее чувствительны к высокой солености и могут быть относительно недорогими.
Амфотерные вещества. Амфотерные поверхностно-активные вещества содержат две или более характеристик ранее перечисленных химических типов поверхностно-активных веществ.

На рис. 3 показана химическая структура некоторых поверхностно-активных веществ.В пределах любого из типов поверхностно-активных веществ могут быть существенные различия в их химическом составе и характеристиках. Химический состав, размер и степень разветвленности липофильного сегмента молекулы поверхностно-активного вещества могут иметь большое влияние на характеристики пенистого поверхностно-активного вещества точно так же, как химический состав гидрофильной части молекулы поверхностно-активного вещества. Даже небольшие и тонкие различия в липофильном сегменте могут резко изменить свойства поверхностно-активного вещества. Большинство коммерческих продуктов с поверхностно-активными веществами содержат распределение типов и размеров поверхностно-активных веществ, что еще больше усложняет поверхностно-активные вещества, используемые в пеноматериалах, улучшающих соответствие требованиям.

Рис. 3 – Химические типы ПАВ.

При использовании пены в сочетании с заводнением паром или любым другим применением при повышенной температуре резервуара важно выбрать поверхностно-активное вещество, которое будет термически стабильным в течение необходимого срока службы пены в резервуаре. Исторически сложилось так, что альфа-олефиновые поверхностно-активные вещества и поверхностно-активные вещества на основе нефтяных сульфонатов наиболее широко использовались в пенопластах, применяемых в высокотемпературных (> 170°F) резервуарах.Сульфатные поверхностно-активные вещества иногда использовались в низкотемпературных (< 120°F) коллекторах.

Альфа-олефиновые сульфонаты стали одним из наиболее популярных и широко используемых химических поверхностно-активных веществ для использования в пеноматериалах. Это произошло в значительной степени из-за их комбинированных хороших характеристик пенообразования, относительно хорошей солеустойчивости, хорошей термической стабильности, доступности и относительно низкой стоимости. Смеси поверхностно-активных веществ с различным химическим составом были предложены для обеспечения преимуществ при составлении соответствующих пен.^[4]

Использование фторированных поверхностно-активных веществ в рецептурах пеноматериалов показало некоторые перспективы. ^[5] Сообщалось, что фторсодержащие поверхностно-активные вещества, используемые с другими поверхностно-активными веществами, часто улучшают устойчивость пены к воздействию масла. ^[6] Фторированные поверхностно-активные вещества не нашли широкого применения в промысловых применениях пенопластов в основном из-за их относительно высокой стоимости.

Свойства пены

Некоторые свойства, важные для характеристики объемной пены, которые могут существовать в бутылке, включают качество пены, текстуру пены, распределение пузырьков по размерам, стабильность пены и плотность пены.Качество пены — это объемный процент газа в пене при заданном давлении и температуре. Качество пены может превышать 97%. Объемные пены, имеющие достаточно высокое качество пены, так что ячейки пены состоят из многогранных жидких пленок, называются сухими пенами. ^[3] Пеноматериалы для улучшения эксплуатационных характеристик нефтяных месторождений обычно имеют качество пенообразования в диапазоне от 75 до 90%. При распространении через пористую среду подвижность многих пен уменьшается по мере увеличения качества пены до верхнего предела стабильности пены с точки зрения качества пены (верхний предел часто > 93% качества пены).При работе с паровыми пенами на нефтяных месторождениях качество пара относится к массовой доле воды, которая превращается в пар.

Текстура пены является мерой среднего размера пузырьков газа. Как правило, по мере того, как текстура пены становится тоньше, пена будет иметь большее сопротивление течению в вмещающей породе.

Распределение пузырьков по размерам является мерой распределения размеров пузырьков газа в пене. При неизменности всех других переменных объемная пена с широким распределением размеров пузырьков газа будет менее стабильной из-за диффузии газа от маленьких пузырьков газа к большим.Сопротивление течению жидкости в пористой среде со стороны пены будет выше, когда размер пузырьков относительно однороден. ^[3]

Стабильность пены на водной основе зависит от химических и физических свойств стабилизированной поверхностно-активным веществом водной пленки, разделяющей газовые пузырьки пены. Пены являются метастабильными образованиями; следовательно, все пены в конечном итоге разрушатся. Распад пены происходит в результате чрезмерного утончения и разрыва пленок жидкой пены со временем, а также в результате диффузии газа из более мелких пузырьков в более крупные, что приводит к увеличению размера пузырьков пены.Внешние воздействия, такие как контакт с пеногасителем (например, нефтью или неблагоприятной соленостью), контакт с гидрофобной поверхностью и локальный нагрев могут разрушить структуру пены.

Факторы, влияющие на стабильность ламелей пенопласта, включают гравитационный дренаж, капиллярное всасывание, поверхностную эластичность, вязкость (объемную и поверхностную), электрическое двухслойное отталкивание и стерическое отталкивание. ^[3] Стабильность пены, находящейся в пористой среде, требует целого ряда дополнительных соображений, которые рассматриваются в следующем подразделе этой главы.

Одной из привлекательных особенностей пен для использования с операциями заводнения газом является относительно низкая эффективная плотность пены. (В качестве встречного замечания: пены с улучшенными характеристиками, приготовленные на основе сверхкритического CO ₂, могут достигать плотности, превышающей плотность некоторых видов сырой нефти.) Низкая плотность имеет положительные последствия для пен, используемых как при заводнении с контролем подвижности, так и для блокирования поток жидкости. Низкая эффективная плотность приводит к выборочному размещению пены выше в интервале продуктивного пласта, где наиболее вероятно происходит заводнение газа или добыча газа.

Для технического пояснения, течение пены в пористой среде фактически происходит в виде цепочек пузырьков газа, разделенных пластинками жидкости. Таким образом, строго говоря, течение пены в пористых средах протекает как двухфазное течение — газопузырьковое и жидкостно-пластинчатое. С этой более технически правильной точки зрения именно низкая плотность газовой фазы способствует более предпочтительному размещению пены выше в резервуаре. Во время заводнения газом, таким как заводнение паром или CO ₂, пены низкой плотности, используемые для контроля подвижности, хорошо подходят для решения и уменьшения распространенной проблемы блокировки газа, которая часто препятствует контакту нагнетаемого нефтедобывающего газа с уровнем нефтенасыщенности ниже в вертикальный интервал коллектора. Избирательный контроль подвижности с помощью пены низкой плотности в верхней части коллектора заставит большее количество вытесняющего текучего газа контактировать с нефтенасыщенными участками ниже в коллекторе.

Низкая плотность пены, используемой во время газоблокирующей обработки, приводит к тому, что пена размещается выше в интервале пласта, где наиболее вероятны приток и добыча агрессивного газа. В этом отношении пены для использования в обработках с блокирующими агентами хорошо подходят для решения проблем, связанных с образованием газовых конусов и скоплений газа, возникающих в добывающих скважинах.Кроме того, перерегулирование газа в относительно однородном коллекторе с хорошей вертикальной проницаемостью вызывает избыточную добычу газа в верхнем интервале добывающих скважин. Газоблокирующая пена низкой плотности способствует удобному размещению вокруг таких проблемных скважин.

При рассмотрении потенциального преимущества низкой плотности при укладке пены в рамках операции по улучшению соответствия необходимо тщательно учитывать относительное влияние сил гравитации и сил вязкости, действующих во время укладки пены. То есть необходимо оценить горизонтальный градиент перепада давления по сравнению с вертикальным градиентом перепада давления, который будет испытывать пена во время ее течения и/или размещения в резервуаре.

Режим впрыска

Для впрыскивания пенопластов, улучшающих соответствие требованиям, используется один из трех совершенно разных способов:

Последовательный впрыск
Совместный впрыск
Готовая пена, созданная на поверхности перед инъекцией.

Последовательная закачка предполагает поочередную закачку в нефтяной пласт газовой и водной фаз пены.Совместная закачка включает в себя совместную закачку в пласт газовой и жидкой фаз пены. Из-за существенной эффективной вязкости пен и связанной с этим плохой приемистости предварительно сформированных пен, ранние применения пен с улучшенными характеристиками, как правило, включали режим последовательного впрыска или совместного впрыска. Кроме того, последовательный ввод и совместный ввод значительно проще реализовать в полевых условиях. Последовательный впрыск также позволяет избежать проблем с коррозией труб, если газ и пенообразующий раствор образуют коррозионно-активную смесь, как, например, в пенах CO ₂.

Концепция, которая подтверждается лабораторными данными, заключается в том, что в режиме последовательного или совместного нагнетания пена будет образовываться на месте в основной породе-коллекторе. Поддержкой этого утверждения является ожидание того, что газ с низкой вязкостью и высокой подвижностью будет иметь тенденцию проникать в водный пенообразующий раствор и образовывать пену на месте.

Однако есть два существенных противодействия. Во-первых, когда газ начинает просачиваться в водный раствор и образовывать пену на месте, вновь образованная пена будет существенно уменьшать последующее застревание газа и отклонять последующий газовый поток от оставшегося водного пенообразующего раствора, находящегося непосредственно перед первоначально образовавшейся пеной.Это явление приводит к неэффективному и неэффективному использованию впрыскиваемых химикатов и жидкостей для пенообразования при производстве пены. Во-вторых, в промежуточных и дальних точках ствола скважины может не хватить механической энергии и/или перепада давления для образования пены на месте при использовании обычных растворов пенообразователя. Это особенно касается пенообразователей пара, азота и природного газа.

Краузе и др. ^[7] сообщается об обработке пеной около ствола добывающей скважины, которая применялась на месторождении Прадхо Бэй для снижения избыточного газового фактора, возникающего при добыче повторно закачиваемого природного газа.Первая обработка включала закачку пенообразующего раствора в резервуар с последующей серией промывок. Предполагалось, что последующая добыча газа через введенный пенообразующий раствор, аналогично режиму последовательного нагнетания, вызовет образование газоблокирующей пены на месте. Вторая обработка по блокированию пенного газа включала последовательную закачку пенообразующего раствора и порцию азота. Ни одна из этих первых двух обработок блокировкой пенного газа не показала снижения ГФ после обработки. Третьей обработкой для блокировки пенного газа была азотная пена с качеством 65%, которая была предварительно сформирована на поверхности перед закачкой. Эта обработка значительно снизила газовый фактор обработанной добывающей скважины на несколько недель. Эти результаты свидетельствуют о том, что для многих применений пен, улучшающих соответствие природному газу и азоту, нагнетание пены с использованием предварительно сформированного режима по сравнению с режимом последовательного нагнетания или совместного нагнетания приведет к превосходным характеристикам пены в нефтяном пласте при проведении «околоскважинные» обработки.Если нет веских аргументов в пользу конкретного применения, то пены для большинства применений около- и промежуточных обработок ствола скважины для улучшения соответствия должны быть предварительно сформированы на поверхности перед закачкой.

При использовании пены CO ₂ для контроля подвижности в ходе CO ₂ затопление.Это связано с тем, что CO ₂, растворенный в водном растворе поверхностно-активного вещества, образует угольную кислоту, вызывающую коррозию стальных труб. Из-за низкого поверхностного натяжения CO ₂ образование и распространение пены гораздо более осуществимо (чем пены пара, азота или природного газа) при реалистичных градиентах давления в пласте, которые возникают по всему резервуару. ^[1]

Исследования компьютерного моделирования показали, что оптимальной стратегией закачки для преодоления вытеснения газа во время операций заводнения является попеременная/последовательная закачка отдельных больших порций газа и пенообразующей жидкости при максимально допустимом фиксированном уровне. давление впрыска.^[8] Это исследование было ограничено закачкой пены в однородный резервуар и не учитывало какое-либо взаимодействие пены с нефтью. Режим закачки поверхностно-активного вещества-переменного газа-улучшения (SAGA) для образования пены, контролирующей подвижность на месте, был предложен для использования при проведении крупномасштабных проектов заводнения WAG в водохранилищах Северного моря. ^[9]

Ссылки

↑ ^{1. 0} ^1.1 Россен, В. Р. 1996. Пены при повышении нефтеотдачи. Пены — теория, измерение и применение , Р.К. Изд. Прудомма и С.А. Хана, 413–464. Нью-Йорк: Марсель Деккер Inc.
↑ Gauglitz, P.A., Friedmann, F., Kam, S.I. et al. 2002. Пенообразование в пористых средах. Представлено на Симпозиуме SPE/DOE по повышению нефтеотдачи, Талса, Оклахома, 13-17 апреля 2002 г. SPE-75177-MS. http://dx.doi.org/10.2118/75177-MS
↑ ^3.0 ^3.1 ^3.2 ^3.3 ^3.4 Шрамм Л.Л. и Вассмут Ф.1994. Пены: основные принципы. Пены: основы и применение в нефтяной промышленности , изд. Л.Л. Шрамма, 3-45. Вашингтон, округ Колумбия: Достижения в области химии, серия 242, American Chemical Soc.
↑ Ллаве, Ф.М. и Олсен, Д.К. 1994. Использование смешанных поверхностно-активных веществ для образования пены для контроля подвижности при химическом заводнении. SPE Res Eng 9 (2): 125-132. SPE-20223-PA. http://dx.doi.org/10.2118/20223-PA
↑ Далланд, М. и Ханссен, Дж. Э. 1999.Пены с контролем газового фактора: демонстрация эффективности процесса пенообразования на масляной основе в модели физического потока. Представлено на Международном симпозиуме SPE по нефтепромысловой химии, Хьюстон, Техас, 16-19 февраля 1999 г. SPE-50755-MS. http://dx.doi.org/10.2118/50755-MS
↑ Манхардт К., Новосад Дж. Дж. и Шрамм Л. Л. 2000. Сравнительная оценка устойчивости пены к маслу. SPE Res Eval & Eng 3 (1): 23-34. SPE-60686-PA. http://dx.doi.org/10.2118/60686-PA
↑ Краузе, Р.Э., Лейн Р.Х., Кюне Д.Л. и другие. 1992. Обработка пеной добывающих скважин для увеличения добычи нефти в Прадхо-Бей. Представлено на Симпозиуме SPE/DOE по увеличению нефтеотдачи, Талса, Оклахома, 22-24 апреля 1992 г. SPE-24191-MS. http://dx.doi.org/10.2118/24191-MS
↑ Шан, Д. и Россен, В. Р. 2002. Оптимальные стратегии закачки для пенного IOR. Представлено на Симпозиуме SPE/DOE по повышению нефтеотдачи, Талса, Оклахома, 13-17 апреля 2002 г. SPE-75180-MS. http://dx.doi.org/10.2118/75180-MS
↑ Ханссен, Дж.Э. и др. 1995. Закачка SAGA: новый комбинированный процесс увеличения нефтеотдачи для слоистых коллекторов. Геологическое общество, Лондон, специальное издание. 84 : 111-123. http://dx.doi.org/10.1144/GSL.SP.1995.084.01.12

Примечательные статьи в OnePetro

Используйте этот раздел, чтобы перечислить статьи в OnePetro, которые обязательно должен прочитать читатель, желающий узнать больше.

Внешние ссылки

Используйте этот раздел для размещения ссылок на соответствующие материалы на веб-сайтах, отличных от PetroWiki и OnePetro.

См. также

Пены

Поведение пены в пористой среде

Пены в качестве агентов, регулирующих подвижность

Пены в качестве блокирующих агентов

Полевое применение пеноматериалов, улучшающих соответствие требованиям

PEH: полимеры, гели, пены и смолы

Категория