Properties of rigid polyurethane foams filled with chopped glass fibres | Ar sasmalcinātām stikla šķiedrām pildīto cieto putupoliuretānu īpašības

Inglés. Properties of spray-applied rigid polyurethane foam filled with chopped glass fibres 4 mm long are investigated. Effects of filler content (3 – 18 wt. %) on modulus of elasticity and strength of filled foam at tension and compression are estimated. An increase in modulus of elasticity in the transverse direction up to 20% with increasing content of chopped glass fibres is observed. The strength of filled polyurethane foams decreased or was unchanged at loading of chopped glass fibres. Cellular structure, as well as failure mode of filled foams at tension is analysed.

Letón. Pētītas ar sasmalcinātām stikla šķiedrām pildīto cieto putupoliuretānu, kas uzsmidzināti ar industriālo iekārtu, īpašības. Pētījumi tika veikti par pamatu ņemot cieto putupoliuretānu ar bāzes blīvumu 80 kg/m3. Putupoliuretānu paneļi ar biezumu 40 mm tika uzsmidzināti ar augsta spiediena iekārtu GlassCraft MH VR ar maisītāja galviņu GlassCraft MH VR komplektā. Sasmalcinātu stikla šķiedru iegūšanai izmantoja rovingu 2400 TEX no E-stikla. Elementārās šķiedras diametrs 17 mkm. Šķiedru smalcināšanu veica Fiberglass Roving Chopper B-410, kas bija piestiprināts pie maisītāja galviņas. Kā izrādījās, putuplastā ar sākotnējo blīvumu 80 kg/m3 maksimāli var ievadīt tikai 18 mas. % sasmalcināto šķiedru un tikai ar 4 mm garām šķiedrām izdevās uzsmidzināt putuplastu ar vienmērīgu pildvielas izkliedi materiālā. Pildītā putuplasta īpašības salīdzinātas ar tā paša blīvuma nepildītā putuplasta īpašībām. Sakarā ar to, ka palielinot sasmalcināto šķiedru daudzumu, putuplasta blīvums palielinājās no 80 līdz 110 kg/m3, salīdzinājumam papildus tika uzsmidzināti nepildīta putuplasta paneļi ar dažādu blīvumu. Putuplastu mehānisko īpašību - stiepes (ISO 844:2007) un spiedes (ISO 1926:2009) noteikšanai izmantoja universālo mašīnu Zwick / Roell (500 N). Konstatēts, ka ievadot sasmalcinātas šķiedras putuplastā, elastības modulis spiedē perpendikularajā putu celšanās virzienā palielinās līdz 20 %. Putuplasta spiedes izturība šajā virzienā gandrīz nemainās. Izturība un elastības modulis spiedē paralēli putu celšanās virzienam mazāks nekā izturība un elastības modulis nepildītajiem putuplastiem. Elastības modulis stiepē perpendikulārajā virzienā palielinās, palielinot sasmalcināto šķiedru daudzumu. Tomēr izturība stiepē un pagarinājums šajā virzienā samazinās palielinot sasmalcināto šķiedru daudzumu. Iespējamais iemesls tam varētu būt pildītā putuplasta struktūrā novērotie defekti (gaisa burbuļi, atvērtās poras), kuru ir vairāk nekā nepildītā putuplastā. Pildīta putuplasta sagraušanas veids stiepē pārsvarā bija ar polimēru pārklāto šķiedru izraušana no putuplasta matricas, kas liecina par poliuretānu labu adhēziju pie stikla šķiedrām.