Сетчатая пена
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с пены с открытыми порами )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Сетчатая пена - это очень пористая твердая пена низкой плотности . «Сетчатый» означает «как сеть» . Сетчатые пены представляют собой чрезвычайно открытые пены, т.е. в них мало неповрежденных пузырьков или окон ячеек. Напротив, пена, образованная мыльными пузырями , состоит исключительно из неповрежденных (полностью закрытых) пузырьков. В сетчатой ​​пене остаются только линейные границы, где встречаются пузырьки (границы плато).

Сетчатая пена
Пена до ретикуляции (слева), после ретикуляции (справа)

Твердый компонент сетчатой ​​пены может быть органическим полимером, таким как полиуретан , керамика или металл . Эти материалы используются в широком диапазоне применений, где требуются высокая пористость и большая площадь поверхности , включая фильтры , опоры катализатора , вставки топливных баков и крышки громкоговорителей .

Структура и свойства

Структура Вира – Фелана

Описание структуры сетчатых пен все еще находится в стадии разработки. Хотя законы Плато , правила, регулирующие форму мыльных пленок в пеноматериалах, были разработаны в 19 веке, математическое описание структуры все еще обсуждается. Компьютерная структура Вира-Фелана является самой последней. В сетчатых пенах только ребро этих многогранников остаются; на грани отсутствуют. В коммерческой сетчатой ​​пене удаляется до 98% поверхностей. Додекаэдр иногда дается в качестве основной единицы для этих пен, [1] , но наиболее представительной формой является многогранник с 13 гранями. [2] [3]Размер ячеек и их распределение по размеру являются критическими параметрами для большинства приложений. Пористость обычно составляет 95%, но может достигать 98%. [4] Ретикуляция влияет на многие физические свойства пены. Обычно сопротивление сжатию снижается, в то время как свойства растяжения, такие как удлинение и сопротивление разрыву, повышаются. [5]

Производство

Роберту А. Фольцу приписывают открытие первого процесса изготовления сетчатого пенополиуретана в 1956 году, когда он работал в Scott Paper Company . [6] Производство сетчатой полиуретановой пены представляет собой двухэтапный процесс, который начинается с создания обычной (с закрытыми ячейками) полиуретановой пены, после чего удаляются поверхности ячеек (или «окна»). Для этого используется тот факт, что большая площадь поверхности и меньшая масса граней ячеек по сравнению со стойками (или краями) ячеек делает их гораздо более восприимчивыми как к горению, так и к химическому разложению. Таким образом, пена с закрытыми ячейками либо заполнена горючим газом, например водородом, и воспламеняется в контролируемых условиях, либо подвергается воздействию гидроксида натрия.раствор для химического разложения пены, который удалит окна ячеек при сохранении краев. [7]

Сетчатые керамические пены получают путем покрытия сетчатого пенополиуретана водной суспензией керамического порошка с последующим нагреванием материала для сначала испарения воды, затем плавления керамических частиц и, наконец, для сжигания органического полимера. [4]

Сетчатую металлическую пену можно также изготовить, используя пенополиуретан в качестве шаблона, аналогично тому, как она используется в пенокерамике. Металлы могут осаждаться в паровой фазе на пенополиуретане, а затем органический полимер сгорать. [8]

Приложения

Сетчатые пены используются там, где важны пористость, площадь поверхности и низкая плотность.

  • Марионетки (такие как тела / лица / рук The Muppets )
  • увлажнитель колодки
  • Фильтры кондиционера [9]
  • Скрубберы
  • Керамические фильтры для фильтрации расплавленного металла [9]
  • Фильтры для транспортных средств и бактерий
  • Решетки динамиков [9]
  • Маска и подушечки для лица
  • Аппликаторы для чистки обуви и косметики [9]
  • Картриджи для струйных принтеров [9]
  • Аквакультура (очистка воды) [10]
  • Заполнение топливных баков для самолетов (например, A-10 Thunderbolt II ) [11] и гоночных автомобилей [12]

использованная литература

  1. ^ «Форма» нашей пены » . Crest Foams . Проверено 30 сентября 2009 .
  2. ^ «Структура случайной монодисперсной пены» (PDF) .
  3. ^ "Новый контрпример к гипотезе Кельвина о минимальных пенах". Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  4. ^ a b Глиганич, Роберт (21 февраля 2008 г.). "Где сетчатый пенополиуретан подходит" . MachineDesign.com . Проверено 30 сентября 2009 .
  5. ^ Блер, Э. Аллен (1967). Поропласты: материалы конференции, Натик, штат Массачусетс, 13-15 апреля 1966 года . Национальная академия наук. п. 141 . Проверено 2 декабря 2010 .
  6. ^ "Зал славы" . Ассоциация пенополиуретана . Проверено 30 сентября 2009 .
  7. ^ "Сетчатая пена" . United Foam . Проверено 30 сентября 2009 .
  8. ^ Queheillalt, Дуглас Т .; Дерек Д. Хасс, Дэвид Дж. Сипек, Гайдн Н. Г. Уодли, DD; Sypeck, DJ .; Wadley, HN. (2001). «Синтез металлических пен с открытыми ячейками путем направленного осаждения из паровой фазы» (PDF) . Журнал материаловедения . 16 (4): 1028–1036. Bibcode : 2001JMatR..16.1028Q . DOI : 10.1557 / JMR.2001.0143 . S2CID 711787 . Архивировано из оригинального (PDF) 11 декабря 2018 года.   CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ a b c d e Курти, Майкл С. «Многогранная пена» . Crest Foam Industries . Проверено 30 сентября 2009 .
  10. ^ Томсон, Тим (2004). Полиуретаны как специальные химические вещества: принципы и применение . CRC. п. 99. ISBN 978-0-8493-1857-3. Проверено 30 сентября 2009 .
  11. ^ Беннетт, Дж. Майкл. «Новые концепции альтернативных галонов - синергетическое развитие государственного и частного секторов» (PDF) . Национальный институт стандартов и технологий. п. 3 . Проверено 1 октября 2009 .
  12. ^ Gliganic, Роберт. «Уникальный материал для творческих приложений» . Дизайн и разработка продукта. Архивировано из оригинала на 2013-01-31 . Проверено 30 сентября 2009 .

внешние ссылки

  • Процесс ретикуляции, FXI
Источник « https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Reticulated_foam&oldid=1020700988 »
Contribute a better translation