Вспененный каучук (также известный как ячеистый каучук , губчатый каучук или вспененный каучук ) — это каучук , который был изготовлен с помощью вспенивающего агента, так что его структура представляет собой заполненную воздухом матрицу. Коммерческий вспененный каучук обычно изготавливается из синтетического каучука , натурального латекса или полиуретана . Латексный вспененный каучук, используемый в матрасах, хорошо известен своей прочностью. Полиуретан — это термореактивный полимер, который получается из комбинации метилдиизоцианата и полиэтилена и некоторых химических добавок. [1]
Вспененный каучук был впервые изготовлен в 1929 году EA Murphy [2] и Eric Owen, двумя химиками-исследователями из Dunlop Rubber , которые использовали взбитый латекс . В 1937 году для изготовления вспененного каучука впервые были использованы материалы на основе изоцианата. После Второй мировой войны стирол-бутадиеновый каучук заменил многие натуральные виды пены. Вспененный каучук использовался в коммерческих целях для широкого спектра применений с 1940-х годов.
Полиэфирный полиуретановый каучук был открыт и запатентован в 1950-х годах Чарльзом С. Прайсом . [3] Полиуретановые пены в настоящее время составляют более 90% по весу всего рынка полиуретанов. Наибольшее количество полиуретана используется в строительстве, транспорте, домашней мебели, шумо- и виброизоляции, а также в ковровых покрытиях. Строительство использует 27% полиуретана, а транспорт - 21%. Гибкая пена является ведущим применением, составляя 44% от общего объема; жесткая пена составляет 28% рынка Соединенных Штатов. [4]
Скорость полимеризации может варьироваться от нескольких секунд до многих минут. Быстрореагирующие полимеры имеют короткие циклы и требуют машин для смешивания реагирующих агентов. Медленные полимеры можно смешивать вручную; поскольку ручное смешивание занимает много времени, в промышленных применениях, как правило, используются приводные миксеры. Способы обработки продукта включают распыление, открытую заливку и формование, среди прочих.
Основными физическими свойствами вспененного каучука являются малый вес, плавучесть, амортизация, тепловая и акустическая изоляция, гашение ударов и снижение стоимости. [5] Технология сшивания используется при формировании пен на основе EVA , включая LLDPE , LDPE , HDPE , PP и TPE. Сшивание является важнейшей характеристикой в производстве вспененного каучука для получения наилучшего расширения пены и физических свойств. Сшивание представляет собой химическую связь между полимерными цепями и используется в производстве вспененного каучука для стабилизации расширения пузырьков, повышения устойчивости к тепловому коллапсу и улучшения физических свойств. [6]
Из-за разнообразия полиуретановых химических соединений трудно перерабатывать вспененную резину, используя один метод. Повторное использование пластинчатых пенопластов для подложки ковров — это то, как осуществляется большая часть переработки. Этот метод включает измельчение отходов и склеивание мелких хлопьев вместе для формирования листов. Другие методы включают разбиение пены на гранулы и их диспергирование в полиольную смесь для формования в ту же деталь, что и оригинал. Процесс переработки вспененной резины все еще развивается, и будущее может открыть новые, более простые способы переработки. [7]