- Описание - ПВХ пенопласт фирмы DIAB

Сэндвичевые конструкции (структуры)- класс композиционных материалов, состоящий из следующих элементов:

• две тонких прочных облицовочных пластины - обшивки,
• толстая легкая сердцевина-заполнитель ПВХ пенопласт (типа Divinycell), разделяющая несущие пластины и распределяющая нагрузку между ними
• адгезионные слои, связывающие пластины с заполнителем ПВХ пенопласт и передающие нагрузку от заполнителя к облицовкам и обратно.

Вся линейка ПВХ пенопласта Divinycell Н имеет высокое отношение прочность/вес, исключительную динамическую прочность, превосходные изолирующие свойства. ПВХ пенопласт имеет структуру с закрытыми ячейками, что делает его водонепроницаемым.
Описание потребительских и технологических свойств ПВХ пенопласт

Свойства DIVINYCELL Н

		H45	H60	H80	H100	H130	H160	H200	H250
Плотность ASTMD1622	кг/м3	48	60	80	100	130	160	200	250
Предел прочности при сжатии ASTMD1621	MПa (+22°C)	0.6	0.8	1.2	1.7	2.5	3.4	4.4	5.8
Модуль при сжатии ASTMD1621-B	MПa (+22°C)	40	60	85	125	175	230	310	400
Предел прочности при разрыве ASTMD1623	MПa (+22°C)	1.3	1.6	2.2	3.1	4.2	5.1	6.4	8.8
Модуль при разрыве ASTMD1623	MПa (+22°C)	45	56	80	105	140	170	230	300
Предел прочности при сдвиге - предел ASTMC273-00	MПa (+22°C)	0.5	0.7	1.0	1.4	2.0	2.6	3.3	4.5
Предел прочности при сдвиге - рабочий ASTM С 273 - 00	MПa (+22°C)	0.485	0.68	0.68	1.33	1.8	2.42	*	*
Модуль сдвига ASTM С 273	MПa (+22°C)	18	22	31	40	50	66	85	108
Деформация сдвига	%	10	13	18	26	30	31	33	35
Теплопроводность ASTMC177 -10°C	Вт/м°C	0.023	0.024	0.026	0.028	0.032	0.032	0.040	0.046
Теплопроводность ASTM С 177 +10°C	Вт/м°C	0.024	0.025	0.025	0.030	0.034	0.038	0.043	0.048
Теплопроводность ASTM С 177 +37°C	Вт/м°C	0.026	0.027	0.027	0.032	0.036	0.040	0.046	0.052
Водопоглощение ASTM D 2842	кг/м 2	0.100	0.072	0.046	0.040	0.030	0.024	0.020	0.018
Водопроницаемость ASTM E 96	м 2 /с 10-8	2.8	1.6	1.1	1.1	1.1	1.1	1.1	1.1
Удельная теплоемкость ASTM E 1269	кДж/кг °C	1.90	1.80	1.75	1.70	1.65	1.60	1.55	1.50

В качестве материалов ядра сэндвич структур нашли применение следующие материалы:

БАЛЬЗА
Недостатки:

• высокое влагопоглощение
• низкая стойкость к биологическому воздействию как следствие ограниченность к применению в судостроении.

ПЛИТЫ НА ОСНОВЕ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА
Недостатки:

• высокое влагопоглощение
• низкая стойкость к динамическим нагрузкам
• пожаро- не безопасность

как следствие ограниченность к применению в судостроении.

ПЕНОПЛАСТ НА ПВХ ОСНОВЕ
Преимущества:

• - высокое сочетание прочность/вес
• - стойкость к динамическим нагрузкам
• - самозатухание
• - пониженное водопоглощение
• - полная совместимость со стеклопластиком
• - свобода в дизайне изделий
• - гибкость в производстве

Эти свойства обеспечили конкурентное преимущество ПВХ пенопласта перед другими материалами, используемыми в производстве сэндвич-конструкций (например, бальзой) и обусловили широкое применение ПВХ пенопласта Divinycell Н в первую очередь в судостроении, автомобилестроении, энергомашиностроении (ветряные генераторы), авиастроении и позволяют применять ПВХ пенопласт Divinycell Н в сэндвич-конструкциях, где необходима прочность, жесткость и низкий вес.

Форма поставки ПВХ пенопласта

ПВХ пенопласт фирмы DIAB доступен в различном диапазоне плотности, как в стандартных листах, так и по требованиям клиента. Возможна поставка перфорированных ПВХ пенопласт листов и листов с насечками, по требованию заказчика. Возможна поставка не листовых элементов из ПВХ пенопласта.

Маркировка	Плотность	Размеры/площадь листа, м	Толщины, мм	Примечание
R 40	40	2,60х1,20 /3,12	5, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80	листовой
Н45	45	2,62х1,22/3,2	5, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80	листовой
Н60	60	2,44х1,22/2,98	5, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80	листовой
Н80	80	2,44х1,22/2,98	5, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70	листовой
Н100	100	2,04х1,02/2,08	5, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60	листовой
Н130	130	1,83х0,90/1,65	5, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60	листовой
Н160	160	1,66х0,81/1,34	5, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55	листовой
Н200	200	1,56х0,78/1,22	5, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50	листовой
Н250	250	1,46х0,72/1,05	5, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45	листовой
Н45 GS	45	1, 22 х0, 87 /1,0 6	5, 10, 12, 15, 20	на тканой основе, ячейки
Н45 GSW	45	1, 22 х0, 87 /1,0 6	10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40	на тканой основе, ячейки
Н60 GS	60	1, 22 х0, 813 / 0 , 99	5, 10, 12, 15, 20	на тканой основе, ячейки
Н60 GSW	60	1, 22 х0, 813 / 0 , 99	10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40	на тканой основе, ячейки
Н80 GS	80	1, 22 х0, 813 / 0 , 99	5, 10, 12, 15, 20	на тканой основе, ячейки
Н80 GSW	80	1, 22 х0, 813 / 0 , 99	10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40	на тканой основе, ячейки
Н100 GS	100	1, 02 х 1 , 00 / 1 , 02	5, 10, 12, 15	на тканой основе, ячейки
Н100 GSW	100	1, 02 х 1 , 00 / 1 , 02	10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40	на тканой основе, ячейки
Н130 GS	130	0 , 905 х 0 , 90 / 0 , 81	5, 10, 12, 15	на тканой основе, ячейки
Н130 GSW	130	0 , 905 х 0 , 90 / 0 , 81	10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40	на тканой основе, ячейки

Пример маркировки:

Н 45 GS
Н - торговая марка (Н- DIVINYCELL; R- KLEGECELL)
45 - номинальная плотность, кг/м3 (см. описание)
GS - тип поверхности (см. классификацию)

Классификация ПВХ пенопласта

Без Маркировки (ПВХ пенопласт плотностью от 40 до 250 кг/м3, толщина от 5 до 80 мм)
Без каналов и насечек, листовой ПВХ пенопласт.
Наибольшее распространение получили ПВХ пенопласты плотностью от 40 до 200 кг/м3, и толщиной от 5 до 25 мм.
Маркировка GS И GSW (ПВХ пенопласт плотностью от 45 до 130 кг/м3, толщина от 5 до 40 мм)
Для укладки на криволинейные поверхности предназначены листы ПВХ пенопласта с нарезанными ячейками, для обеспечения целостности листа с одной стороны проклеена стеклосетка.
Наибольшее распространение получили ПВХ пенопласты плотностью от 40 до 60 кг/м3, и толщиной от 5 до 25 мм.

Маркировка GS (наиболее распространенная форма ПВХ пенопласта, около 80% применения за рубежом)

• Каналы получены ножом (ширина ножа 1,25 мм)
• Размер ячеек = 30x30 (+/-3) мм
• Возможна поставка ПВХ пенопласт листов с иным размером ячеек

Маркировка GSW

• Размер ячеек = 30x30 (+/-2) мм
• Возможна поставка листов ПВХ пенопласта с иным размером ячеек
• Для ПВХ пенопласта толщиной до 15 мм, каналы получены пилой (ширина полотна 1,25)
• Для ПВХ пенопласта от 15 мм, каналы получены как ножом, так и пилой

Другие марки ПВХ пенопласта Divinycell

Кроме марки Н, у ПВХ пенопласта Divinycell имеется набор марок, которые удовлетворяют требованиям к особым предназначениям.

• ПВХ пенопласт Divinycell HCP с его высоким гидравлическим пределом разрушения используется для различных подводных конструкций.
• ПВХ пенопласт Divinycell HT имеет состав, который подходит для различных систем предварительной пропитки и температур проведения процесса.
• ПВХ пенопласт Divinycell HD обладает превосходными динамическими характеристиками и высокой упругостью. Предназначен для использования в фундаментах морских сооружений, на которые воздействует слеминг и ударные нагрузки.
• Изоляционные ПВХ пенопласт Divinycell IPN демонстрируют низкую проницаемость паров воды при предельно низких и высоких температурах.
• ПВХ пенопласт Divinycell HPS был особо разработан для использования совместно с эпоксидной предварительной пропиткой. Подходит для проведения процессов при высоких температурах, вплоть до 120 С.

Показатели пожароопасности, выделения дыма и токсичности (FST) ПВХ пенопласта

Кислородный индекс (КИ)
Материалы, которые имеют кислородный коэффициент больше 21, называют самозатухающими. Все марки ПВХ пенопласта Divinycell - самозатухающие, при кислородном индексе от 25 до 40.

Тепловыделение (ТВ), скорость тепловыделения (СТВ)
Тепловыделение (ТВ) - это мера энергии, выделяющейся из материала при горении. Скорость тепловыделения (СВВ) - это скорость, с которой энергия выделяется во время испытаний; особенно интересна Пиковая скорость. Типовое значение ТВ и СТВ для ПВХ пенопласта Divinycell с толщиной 25 мм составляет 150-200 кВт/м2.

Токсичность
При горении и сжигании ПВХ пенопласта выделяются типовые значения газа в промилле (частях на миллион) после 2 минут: CO2 = 4000, CO = 150, HCl = 300, CH2CHN = 15, HCN = 15. Никаких следов HF, HBr, NOx, SO2, H2S, NH3 или НСНО обнаружено не было.

Классификация ПВХ пенопласта Divinycell

Пример для железнодорожного транспорта
DIN 5510, Часть 2 - это германский стандарт по предупредительной защите от пожаров на железнодорожном транспорте.
Воспламеняемость включает в себя понятия экспериментальных длины горения и времени горения и классифицируется от S1 до S5, причем S5 - самый высокий класс.

Имеется два класса по развитию дыма и созданию капель, SR1/SR2 и ST1/ST2, где SR2 и ST2 - самые высокие. ПВХ пенопласт Divinycell классифицирован как S3/S4 и ST2.

Сертификация и качество ПВХ пенопласта Divinycell
В приложенных к данному описанию документах, имеются копия сертификата подтверждающего качество продукции компании DIAB, по стандратам ISO 9001:2000, а также копии документов от морского регистра Lloyd, разрешающих использовать данный материал в конструкциях, находящихся под ведомом морского регистра.

Ламинирование - изготовление сэндвич-структуры с использованием ПВХ пенопласта



Ручное ламинирование

• Этап 1. Нанесение гелькоута.
• Этап 2. Смачивание поверхности смолой перед укладкой стекломатериала.
• Этап 3. Укладка поверхностного стекломата и пропитка.
• Этап 4. Прикатка мата для удаления воздуха.
• Этап 5. Ламинирование структурных слоев.
• Этап 6. Укладка мата плотностью 300-900 гр/м2 для достижения хорошей связки с DIVINYCELL.
• Этап 7. Нанесение смолы на тканую поверхность DIVINYCELL.
• Этап 8. После укладки DIVINYCELL на поверхностный слой ламината, прикатка роликом для освобождения от воздуха (повторяйте в течении 10 мин).
• Этап 9. Проверьте качество пропитки тканой основы смолой и степень адгезии пенопласта, если недостаточно повторить пункт 8.
• Этап 10. Для обеспечения наилучшей адгезии с последующими слоями и уменьшения воздушных включений наполните каналы смолой.*
• Этап 11. Проверьте качество соединения, проведя тест на чистый звук. Если слышен пустой звук, переклейте по необходимости.
• Этап 12. Нанесение смолы на поверхность DIVINYCELL и укладка последующих слоев стекломатериала.

* Дайте возможность смоле полимеризоваться, перед укладкой последующих слоев.

Механическая обработка ПВХ пенопласт

Поперечная распилка
Этот тип распилки может использоваться при любой плотности ПВХ пенопласта и со многими многослойными панелями. Просим учесть, что скорость подачи при обработке многослойных панелей и при повышенной плотности ПВХ пенопласта должна быть снижена. Основные параметры для поперечной распилки таковы:

• Скорость резания 50-60 м/с.
• Лезвия для пил с карбидными наконечниками.
• Лезвия размером 350-400 мм, с 54-96 зубьями.
• Попеременная или трапециевидная заточка зубьев

Ленточная распилка
Этот тип механической обработки может без проблем применяться при низких плотностях ПВХ пенопласта. При повышенных плотностях ПВХ пенопласта (>200 кг/м3) скорость подачи должна быть существенно снижена. Параметры механической обработки таковы:

• Скорость резания 30-35 м/с.
• Лезвия с карбидными наконечниками.
• Лезвия шириной 10-13 мм.

Резание
При резании скорость должна составлять 50 м/с. Скорость подачи в очень значительной степени зависит от того, какой плотности ПВХ пенопласт подвергается механической обработке. Первая проба при 6 м/мин должна дать хорошие указания на то, как действовать дальше. При повышенных плотностях (> 100 кг/м3) устанавливайте начальную скорость подачи 2 м/мин.

Горизонтальная распилка
Этот тип распилки производится с помощью стандартного лезвия для пилы и при следующих основных параметрах:
Лезвие шириной 20 мм.

• 3 зуба на дюйм.
• Стандартная настройка (через зуб) до 1,5 мм.
• Крюкообразные зубья.
• Лезвия с карбидными наконечниками.
• Скорость резания 45-50 м/с.
• Скорость подачи 0,5-2 м/мин, в зависимости от плотности.

Абразивная обработка
При абразивной обработке получающаяся в результате поверхность отличается от той, что выходит при резании или горизонтальной распилке. Поверхность ПВХ пенопласта содержит разнонаправленные деформированные ячейки. Это можно ощутить, проведя рукой по листу ПВХ пенопласта в разных направлениях.

Параметры механической обработки ПВХ пенопласта, в основном, таковы:

• Стандартная зернистость шлифовальной бумаги - 60-80 единиц. (Использовались марки вплоть до 240-300 ед.)
• Скорость бумаги 25 м/с.

Скорость подачи в весьма значительной мере зависит от того, какой плотности ПВХ пенопласт подвергают механической обработке. Она может меняться от 3 м/мин до 15 м/мин, самое большое значение соответствует самой низкой плотности ПВХ пенопласта. Величина толщины ПВХ пенопласта, который может быть обработан, составляет максимально 3 мм на цилиндр и проход, но реальным значением для начала будет 1 мм.

Фрезерование
Этот тип механической обработки с использованием режущего инструмента фасонно-фрезерного станка используют для удаления плохого материала с целью ремонта блоков или достижения высокого качества чистоты поверхности. Для начала можно использовать стандартные типы головок, устанавливая те же основные параметры, что и при резании, за исключением количества ножей (рекомендуется два, а не четыре), хотя хороших результатов можно добиться и с четырехножевыми головками. С фрезерными головками меньших размеров можно использовать большее количество ножей.

Сверление
При сверлении ПВХ пенопласта Divinycell можно использовать стандартные типы сверлильных головок. Скорость резания должна составлять 40 м/с. При высверливании из ПВХ пенопласта пробок количество режущих инструментов должно сохраняться низким, предпочтительно от двух до четырех. Скорость подачи напрямую связана с типом обрабатываемого ПВХ пенопласта. Правило - начинать с низкой скорости и проверять результат.

Термоформование ПВХ пенопласта

Общие сведения
Термоформование проводится путем нагревания ПВХ пенопласта Divinycell до температуры его размягчения и принудительной подачи его в вогнутую или выпуклую форму.

Формы
Формы для термоформования могут быть изготовлены их наиболее распространенных материалов. Если серия невелика или если Вы работаете с прототипом, приемлема деревянная форма. Предпочтительными являются стальные или алюминиевые формы из-за их высокой теплопроводности и стабильности. Можно использовать пластмассовые формы, но они также накапливают тепло.
Изделия с единым радиусом кривизны, большим 400 мм, лучше всего формуются по выпуклым формам. Это может быть проведено или формованием разверткой с помощью тонкой стальной фольги, или вакуумным пакетированием. Вакуумное пакетирование - это простая операция, производимая с помощью недорогих инструментов, но у нее имеются некоторые недостатки. Для нее требуется время для размещения вакуумного пакета, и лист может остывать слишком долго.

Этих недостатков можно избежать, если собирать вакуумный пакет на холодном листе и форме. Форма затем помещается в печь с горячим воздухом. Температура внутри листа измеряется с помощью инструмента для измерения температуры. Когда будет достигнута подходящая температура, производится вакуумирование. После этого форма вытягивается из печи и остывает при сохраняемом вакууме. Следует учесть время, температуру и параметры вакуума, чтобы избежать эффектов сползания.
Если радиус меньше 400 мм, следует использовать вогнутую форму. С ней можно работать вакуумным пакетированием или формованием по соответствию форме.
Последний способ следует применять, если радиус мал, толщина или плотность значительны и требуется высокая нагрузка. Необходимо использовать ограничители, чтобы избежать сжатия внутреннего слоя.

Нагрев
Наилучший способ нагрева ПВХ пенопласта Divinycell - в прессе с подогреваемой плитой и ограничителями или в печи с циркуляцией горячего воздуха.
При толщинах ПВХ пенопласта вплоть до 10-15 мм можно использовать также инфракрасные нагревательные приборы. Инфракрасные лучи при толщине ПВХ пенопласта, превышающей указанные значения, не будут проникать достаточно глубоко.
Температура во всех трех случаях должна поддерживаться в пределах 3 С.

Если температура слишком высока, это будет влиять на стабильность размеров, а если слишком низка, то упругое последействие будет слишком большим. Неравномерное распределение температуры приведет к короблению ПВХ пенопласта Divinycell.

Значения температуры и времени
Следующие температуры должны использоваться для различных марок ПВХ пенопласта, вне зависимости от радиуса и толщины:

Марка	Н45 - Н250	НТ и НСР
Температура ( °С)	от +100 до +120	от +120 до +130

Следующая продолжительность должна быть выбрана для различных толщин ПВХ пенопласта, независимо от радиуса и марки.

Толщина (мм)	10	20	30	40	50	60
Время (мин)	3-7	3-7	10-15	15-20	20-30	30-45

Температура и время зависят от местных условий и должны быть выверены перед началом изготовления. Начинайте при самых низких значениях времени и температуры.

Следующие температуры в центре внутреннего слоя должны устанавливаться для различных марок ПВХ пенопласта, если холодный лист подвергают вакуумному пакетированию в печи с горячим воздухом.

Марка	Н45 - Н250	НТ и НСР
Температура ( °С)	+85	+100

Время от вывода из устройства для нагрева до приложения давления не должно превышать 0,5 минуты, чтобы не допустить остывания ПВХ пенопласт Divinycell.

Стабильность размеров
ПВХ пенопласт Divinycell будет изменять свои размеры, когда его нагревают в соответствии с приведенными выше значениями температуры и времени. Применимы следующие типовые величины как процент от первоначальных размеров:

• Длина/ширина = 3%
• Толщина = -3 - 0%

Чтобы компенсировать упругое последействие в ПВХ пенопласте Divinycell, радиус формы должен быть на 5-10% меньше, чем радиус готового изделия.

Следует также учесть, что кромки термоформованных элементов проявляют тенденцию к выпрямлению.
Следует соблюдать осторожность, чтобы не допустить упругого последействия в ходе хранения. Возможно, понадобится использовать специально сконструированные коробы или поддоны.

Влияние на физические характеристики
Во время термоформования на ПВХ пенопласт Divinycell оказывается два типа воздействий:

• Снижение плотности при нагреве.
• Удлинение внешнего радиуса.

В каждом случае это приведет к незначительному снижению физических характеристик. Типовое уменьшение - 0-5%. Из расчетных соображений следует использовать величину 10%.