Сетчатая пена

Сетчатая пена представляет собой очень пористую низкой плотности твердую пену . «Сетчатый» означает «подобный сети» . Сетчатые пенопласты представляют собой чрезвычайно открытые пенопласты, т.е. в них мало неповрежденных пузырьков или окон ячеек, если они вообще имеются. Напротив, пена, образованная мыльными пузырями , состоит исключительно из неповрежденных (полностью закрытых) пузырьков. В сетчатой пене остаются только линейные границы стыка пузырьков ( границы плато ).

Твердый компонент сетчатого пенопласта может представлять собой органический полимер, такой как полиуретан , керамика или металл . Эти материалы используются в широком спектре применений, где высокая пористость и большая площадь поверхности необходимы , включая фильтры , опоры катализаторов , вставки топливных баков и крышки громкоговорителей .

Структура и свойства

Описание структуры сетчатых пенопластов все еще находится в стадии разработки. Хотя законы Плато , правила, регулирующие форму мыльных пленок в пенопластах, были разработаны в 19 веке, математическое описание структуры до сих пор обсуждается. Сгенерированная компьютером структура Вейра – Фелана является самой последней. сетчатом пенопласте остаются только края многогранников В ; лица . отсутствуют У коммерческого сетчатого пенопласта удаляется до 98% граней. додекаэдр . В качестве базовой единицы для этих пен иногда называют ^{[ 1 ]} но наиболее представительной формой является многогранник с 13 гранями. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Размер ячейки и распределение ячеек по размерам 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, увеличиваются. ^{[ 5 ]}

Производство

Роберту А. Волцу приписывают открытие первого процесса изготовления сетчатого пенополиуретана в 1956 году, когда он работал в компании Scott Paper . ^{[ 6 ]} Производство сетчатого пенополиуретана представляет собой двухэтапный процесс, который начинается с создания обычного пенополиуретана (с закрытыми порами), после чего удаляются грани ячеек (или «окна»). Для этого используется тот факт, что более высокая площадь поверхности и меньшая масса граней ячеек по сравнению со стойками ячеек (или краями) делают их гораздо более восприимчивыми как к горению, так и к химическому разложению. Таким образом, пенопласт с закрытыми порами либо наполняется горючим газом, например водородом , и воспламеняется в контролируемых условиях, либо подвергается воздействию раствора гидроксида натрия для химического разложения пены, что удаляет окна ячеек, сохраняя при этом края. ^{[ 7 ]}

Сетчатые керамические пенопласты изготавливаются путем покрытия сетчатого пенополиуретана водной суспензией керамического порошка с последующим нагреванием материала для сначала испарения воды, затем сплавления керамических частиц и, наконец, сжигания органического полимера. ^{[ 4 ]}

Сетчатую металлическую пену также можно изготовить с использованием пенополиуретана в качестве шаблона, аналогично его использованию в пенокерамике. Металлы могут осаждаться в паровой фазе на пенополиуретан, а затем органический полимер сгорает. ^{[ 8 ]}

Приложения

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

Марионетки (например, тела/лица/руки кукол )
для увлажнителя Подушечки
кондиционера Фильтры ^{[ 9 ]}
Скрубберы
Керамические фильтры для фильтрации расплавленного металла ^{[ 9 ]}
Автомобильные и бактериальные фильтры
динамиков Решетки ^{[ 9 ]}
Маска для лица и подушечки
Уличные подушки
Морские сидения
Аппликаторы для обуви и косметические аппликаторы ^{[ 9 ]}
Струйные картриджи ^{[ 9 ]}
Аквакультура (очистка воды) ^{[ 10 ]}
Заправка топливных баков самолетов (таких как A-10 Thunderbolt II ) с защитой от выплескивания. ^{[ 11 ]} и гоночные машины ^{[ 12 ]}

Ссылки

^ «Форма» нашей пены» . Крестовские пены. Архивировано из оригинала 9 мая 2010 г. Проверено 30 сентября 2009 г.
^ «Структура статистической монодисперсной пены» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 16 июня 2010 г. Проверено 28 октября 2010 г.
^ «Новый контрпример к гипотезе Кельвина о минимальной пене», вероятно, относится к Габбриелли, Руджеро (август 2009 г.). «Новый контрпример к гипотезе Кельвина о минимальных поверхностях». Письма философского журнала . 89 (8): 483–491. Бибкод : 2009PMagL..89..483G . дои : 10.1080/09500830903022651 . S2CID 137653272 .
^ Jump up to: ^а ^б Глиганич, Роберт (21 февраля 2008 г.). «Где подойдет сетчатый пенополиуретан» . MachineDesign.com . Проверено 30 сентября 2009 г.
^ Блэр, Э. Аллен (1967). Ячеистые пластики: материалы конференции, Натик, Массачусетс, 13-15 апреля 1966 г. Национальная академия наук. п. 141 . Проверено 2 декабря 2010 г.
^ "Зал славы" . Ассоциация пенополиуретанов. Архивировано из оригинала 18 июля 2009 г. Проверено 30 сентября 2009 г.
^ «Сетчатая пена» . Объединенная пена. Архивировано из оригинала 22 июня 2009 г. Проверено 30 сентября 2009 г.
^ Кехейальт, Дуглас Т.; Дерек Д. Хасс, Дэвид Дж. Сайпек, Гайдн Н. Г. Уодли, доктор медицинских наук; Сайпек, диджей; Уодли, HN. (2001). «Синтез металлических пенопластов с открытыми порами методом направленного осаждения из паровой фазы» (PDF) . Журнал исследования материалов . 16 (4): 1028–1036. Бибкод : 2001JMatR..16.1028Q . дои : 10.1557/JMR.2001.0143 . S2CID 711787 . Архивировано из оригинала (PDF) 11 декабря 2018 г. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Курти, Майкл К. «Многогранная пена» . Компания Crest Foam Industries. Архивировано из оригинала 20 ноября 2009 г. Проверено 30 сентября 2009 г.
^ Томсон, Тим (2004). Полиуретаны как специальные химикаты: принципы и применение . КПР. п. 99. ИСБН 978-0-8493-1857-3 . Проверено 30 сентября 2009 г.
^ Беннетт, Дж. Майкл. «Новые альтернативные концепции галонов – синергетическое развитие государственного и частного секторов» (PDF) . Национальный институт стандартов и технологий. п. 3. Архивировано из оригинала (PDF) 31 мая 2010 г. Проверено 1 октября 2009 г.
^ Глиганич, Роберт. «Уникальный материал для творческих применений» . Дизайн и разработка продукта. Архивировано из оригинала 31 января 2013 г. Проверено 30 сентября 2009 г.

Внешние ссылки

Процесс ретикуляции, FXI. Архивировано 1 марта 2015 г. на Wayback Machine.

[1] «Форма» нашей пены» . Крестовские пены. Архивировано из оригинала 9 мая 2010 г. Проверено 30 сентября 2009 г.

[2] «Структура статистической монодисперсной пены» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 16 июня 2010 г. Проверено 28 октября 2010 г.

[3] «Новый контрпример к гипотезе Кельвина о минимальной пене», вероятно, относится к Габбриелли, Руджеро (август 2009 г.). «Новый контрпример к гипотезе Кельвина о минимальных поверхностях». Письма философского журнала . 89 (8): 483–491. Бибкод : 2009PMagL..89..483G . дои : 10.1080/09500830903022651 . S2CID 137653272 .

[ceramic-4] Jump up to: ^а ^б Глиганич, Роберт (21 февраля 2008 г.). «Где подойдет сетчатый пенополиуретан» . MachineDesign.com . Проверено 30 сентября 2009 г.

[5] Блэр, Э. Аллен (1967). Ячеистые пластики: материалы конференции, Натик, Массачусетс, 13-15 апреля 1966 г. Национальная академия наук. п. 141 . Проверено 2 декабря 2010 г.

[6] "Зал славы" . Ассоциация пенополиуретанов. Архивировано из оригинала 18 июля 2009 г. Проверено 30 сентября 2009 г.

[ufp-7] «Сетчатая пена» . Объединенная пена. Архивировано из оригинала 22 июня 2009 г. Проверено 30 сентября 2009 г.

[8] Кехейальт, Дуглас Т.; Дерек Д. Хасс, Дэвид Дж. Сайпек, Гайдн Н. Г. Уодли, доктор медицинских наук; Сайпек, диджей; Уодли, HN. (2001). «Синтез металлических пенопластов с открытыми порами методом направленного осаждения из паровой фазы» (PDF) . Журнал исследования материалов . 16 (4): 1028–1036. Бибкод : 2001JMatR..16.1028Q . дои : 10.1557/JMR.2001.0143 . S2CID 711787 . Архивировано из оригинала (PDF) 11 декабря 2018 г. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[crest-9] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Курти, Майкл К. «Многогранная пена» . Компания Crest Foam Industries. Архивировано из оригинала 20 ноября 2009 г. Проверено 30 сентября 2009 г.

[10] Томсон, Тим (2004). Полиуретаны как специальные химикаты: принципы и применение . КПР. п. 99. ИСБН 978-0-8493-1857-3 . Проверено 30 сентября 2009 г.

[11] Беннетт, Дж. Майкл. «Новые альтернативные концепции галонов – синергетическое развитие государственного и частного секторов» (PDF) . Национальный институт стандартов и технологий. п. 3. Архивировано из оригинала (PDF) 31 мая 2010 г. Проверено 1 октября 2009 г.

[ppdnet-12] Глиганич, Роберт. «Уникальный материал для творческих применений» . Дизайн и разработка продукта. Архивировано из оригинала 31 января 2013 г. Проверено 30 сентября 2009 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]