При охлаждении гранул находящиеся внутри них пары изопентана и воды конденсируются, и в ячейках создастся разрежение. В этот момент механическая прочность и упругость гранул очень малы. При приложении нагрузки гранулы легко деформируются, а после снятия ее не восстанавливают свою форму. Если коэффициент вспенивания гранул приближается к наибольшему пределу, то толщина, а следовательно, и устойчивость стенок ячеек очень малы, п они не могут выдержать внешнее давление. В этом случае гранулы могут дать усадку, и насыпной вес их увеличится.
Свежевспененные гранулы пенополистирола транспортировать следует осторожно. Рациональным способом транспортирования этого материала является пневматический. Однако при этом не рекомендуется пропускать гранулы, особенно с очень малым насыпным весом, через вентилятор, так как они могут быть повреждены крыльчаткой. Более приемлем эжекционный способ транспортирования.
В процессе вспенивания и в результате трения при транспортировании гранулы электризуются, что является причиной прилипания их к стенкам бункеров, трубопроводов, форм и т. д. Это явление вызывает некоторые затруднения при транспортировании гранул и заполнении форм, поэтому необходимо проводить мероприятия по отводу статического электричества.
Предварительно вспененные гранулы одинакового диаметра, которыми заполнена форма, в действительности занимают лишь около 60% ее объема, а остальное составляют межгранульные промежутки. При смешивании гранул различного диаметра мелкие гранулы помещаются в промежутках между крупными и плотность заполнения формы такой смесью повышается. Эти обстоятельства должны учитываться при формовании изделий. В то же время для получения пенопласта с равномерной структурой и высокими физико-механическими свойствами гранулы, используемые при формовании изделий, должны обладать такой способностью расширяться, при которой обеспечиваются заполнение межгранульных промежутков и развитие необходимого избыточного давления в форме, повышающего сплавляемость гранул между собой. Однако газы, заполняющие ячейки гранул (особенно с малым насыпным весом), сразу же после предварительного вспенивания не обеспечивают такое дополнительное расширение гранул и развитие избыточного давления в процессе формования, при котором может быть получен пенопласт с оптимальными физико-механическими свойствами. Такие гранулы должны быть предварительно подвергнуты дополнительной обработке — кондиционированию, т. е. выдерживанию в течение определенного срока при свободном доступе воздуха и нормальной температуре. При этом в ячейки гранул проникает воздух, и давление в них выравнивается с атмосферным. Остаточное количество вспенивающего агента в ячейках, а диффундировавший в них при кондиционировании воздух обеспечивают достаточную вспенивающую способность гранул при формовании изделий. После кондиционирования гранулы приобретают необходимую упругость, выдерживают более высокую нагрузку при сжатии и частично восстанавливают свою форму после снятия сжимающей нагрузки. Изучение кинетики поглощения гранулами воздуха показало, что этот процесс занимает довольно длительное время, исчисляемое часами и даже сутками. Это объясняется тем, что проницаемость стенок ячеек (полистирольных пленок) по отношению к воздуху очень мала — она в сотни раз меньше, чем по отношению к водяным парам.
Объем воздуха, поглощаемого гранулами, а следовательно, и сроки кондиционирования находятся в прямой зависимости от степени расширения (коэффициента вспенивания) гранул. Имеется также определенная зависимость этих показателей и от температуры воздуха. В диапазоне температур 22—26°С в гранулы диффундирует наибольшее количество воздуха, в то же время из них улетучивается минимальное количество вспенивающего агента [21]. При пониженных температурах повышается растворимость вспенивающего агента в полимере и снижается скорость диффузии воздуха в ячейки гранул. При повышенных температурах снижается растворимость вспенивающего агента, но также уменьшается и объем диффундирующего в ячейки гранул воздуха, поэтому вспенивающая способность таких гранул снижается.
Кинетика поглощения воздуха предварительно вспененными гранулами может быть определена при помощи простого прибора, представляющего собой стеклянную колбу, соединенную с градуированной U-образной трубкой, частично заполненной подкрашенной жидкостью.
В колбу насыпают свежевспененные гранулы, и прибор помещают в термостат, в котором в течение всего времени опыта поддерживают заданную температуру. По мере поглощения гранулами воздуха в колбе создается некоторое разрежение, и уровень жидкости в трубке изменяется. Объем поглощенного воздуха определяют по разности уровней в обеих половинах трубки. Чтобы не допустить засасывания жидкости в колбу, следует уравновешивать давление внутри системы с атмосферным, открывая по мере надобности воздушный краник. Общее количество поглощенного воздуха определяется как сумма отдельных показателей разностей уровней жидкости в обеих половинках трубки.
При хранении из предварительно вспененных гранул постепенно улетучивается вспенивающий агент. Поэтому для материала с определенным насыпным весом устанавливается не только наименьший срок кондиционирования, в течение которого в гранулы успевает диффундировать воздух, но и наибольший срок хранения, в течение которого потери вспенивающего агента еще не настолько велики, чтобы это отрицательно сказывалось на качестве изделий, формуемых из таких гранул.
Диффузия вспенивающего агента из ячеек зависит от площади наружной поверхности гранулы и длины пути (в данном случае от диаметра гранулы), проходимого газом. Очевидно, что мелкие гранулы обладают меньшей жизнеспособностью, чем крупные, так как быстрее теряют изопентан. Жизнеспособность гранул диаметром 6— 7 мм составляет около двух недель, тогда как гранулы диаметром 1—2 мм при том же насыпном весе имеют жизнеспособность только 2—4 дня [20]. При превышении оптимальных сроков хранения вспененных гранул потери вспенивающего агента могут явиться причиной значительного ухудшения условий формования и снижения физико-механических свойств готового пенополистирола.
