Монтажная пена. Флэшбек к статье про полиуретановый клей Лу | Научно-Технический·LAB-66·Лабораторный журнал беларуского химика
Монтажная пена. Флэшбек к статье про полиуретановый клей
Лучший отдых от ботаники - строительство :) Как раз назрел вопрос про монтажную пену. Многие даже в курсе, что монтажная пена - это полиуретан. Полиуретан - это полимер, который образуется, если такое вещество как полиизоцианат (соединение с группой −N=C=O) обработать многоатомным спиртом (т.н. полиолы, вроде глицерина или этиленгликоля). Монтажная пена - любимая сестра полиуретанового клея.
Первоначально жесткие полиуретановые теплоизоляционные пены формировались очень быстрым смешением полиизоцианата с полиолом и заполнением необходимой формы (например специальный каркас, вокруг трубы, по которой теплая вода идет от котельной к жилым домам). Секунд через 10-20 после начала смешения начинается образование полимера, смесь резко вспенивается, сильно разогревается и твердеет. Протекают две основные реакции:
(1) R-NCO + R'OH → R-NH-COO-R' - образование полиуретана
(2) 2R-NCO + H2O → R-NH-CO-NH-R + CO₂↑ - реакция изоцианата с водой, с образованием углекислого газа (вспенивание)
Из-за летучести и токсичности изоцианатов двухкомпонентный метод получения пен постепенно уходит со сцены. На смену ему приходит (или скорее "пришел") однокомпонентный метод получения.
В этом случае в неком условном баллоне уже содержится смесь изоцианатов и полиолов. Причем изоцианаты даны в избытке, а многоатомные спирты с их гидроксильными группами - в недостатке. Делается это для того, чтобы при попадании из баллона на открытый воздух пена начинала впитывать влагу из воздуха и завершать полимеризацию (отверждаться) по реакции (2). Здесь главное запомнить тезис "отвердитель монтажной пены - вода", как и в случае суперклея.
Долю вспенивания дает образующийся в процессе реакции углекислый газ, но для того, чтобы образовались десятки литров пены (на что указывают цифры на баллонах) - приходится использовать дополнительные пенообразователи. В их роли выступают силиконовые ПАВы и легкокипящие жидкости. Вспениванию способствуют и сжиженные газы вроде пропана/бутана. Они создают дополнительное давление выдавливающее пену из баллона. Также в составе монтажных пен есть катализатор (летучий 2,2'-диморфолинодиэтиловый эфир) и иногда - антипирены для пен класса B1/B2 (негорючих). После теоретического введения можно ответить на два основных блиц-вопроса от главных спонсоров:
1)Как смыть пену. Неотвержденную пену можно смыть с помощью ацетона, да и вообще любого другого растворителя. Например с помощью несложной поделки из клапана из пустого баллона и шприца. Абсолютное большинство продажных "смывок" содержат ацетон + что-то там еще (этилацетат/бутилацетат и т.п. со-растворители). Застывшей пене это все абсолютно индифферентно. "чудо-средство" в виде лекарства "Димексид" (ДМСО) - заставляет пену разбухать и терять стабильность, но требует замачивания в течении как минимум 10 минут. То же, что в прямом смысле растворяет - N-метил-2-пирролидон (NMP), 1,2-диметилимидазолы, тетрагидрофуран (THF) и другие растворители - в простой аптеке уже не купишь.
2)К чему не прилипает пена. По определению самая минимальная адгезия у монтажной пены будет к фторопласту (всевозможные металлы я даже не рассматриваю), к полиолефинам (полиэтилен/полипропилен). В качестве "пеноотталкивающих" смазок можно использовать вазелин, силиконовые смазки (и смазки-аэрозоли) для полипропиленовых труб, или даже хозяйственное мыло. Все зависит от того, на что вы собираетесь наносить полиуретаны. С пористыми объектами, впитывающими жиры, смазки могут не сработать. Тогда можно попробовать припудрить материал жженой "спортивной" магнезией, или даже использовать графитовую смазку. Еще один вариант - проставки из бумаги для выпечки. К ней у пены минимальная адгезия.Не прилипает пена и ко льду.
P.S. При работе с пеной используйте угольные СИЗОД. Мономерные изоцианаты и катализатор - летучи и токсичны!
Персональные спонсоры заметки:
Артем Чистяков (@snileae),
Денис К. (@llery).
При активном содействии подписчиков Patreon.
