Вакуумная шумо- и теплоизоляция

[harrrli]

Уважаемые химики, добрый день. Спасите. Помогите, пожалуйста, не химику решить простую для химика задачу. Посоветуйте какой-нибудь абсолютно влаго- и воздухонепроницаемый твердый материал со следующими свойствами. В разогретом состоянии (любая температура >+150 по цельсию) этот материал должен становиться жидким. В жидком состоянии при атмосферном давлении из него должно быть возможно получить стабильную мелкоячеистую пену (например простой аэрацией, или аэрация+пеннообразователь чтобы снизить поверхностное напряжение), которая будет устойчива хотя бы в течение 10-20 мин (на время охлаждения материала). У меня есть такое предположение, что если в разогретом состоянии этот материал будет иметь вязкую консистенцию вроде жидкого киселя, то ему за счет вязкости будет легче удерживать в себе пузырьки воздуха и препятствовать их коалесценции (во всяком случае я так думаю). Цель всего этого получить твердый материал с закрытой мелкоячеистой пористостью. Стенки пор будут образовывать тонкий, но прочный пространственный скелет. А вопрос простой: какой материал из существующих в наибольшей степени сможет удовлетворить всем этим несложным условиям? В неорганике, я уверен, подобного "добра" должно быть полно, исходя из простоты получения, просто в силу узости своего химического кругозора я о таких материалах не знаю. ЗАРАНЕЕ ВСЕМ СПАСИБО!!!

 

P.S.: если предложенный Вами материал во вспененном и застывшем виде в качестве межпузырьковых пленочек будет иметь стеночки на уровне нано (прочный абсолютно влаго- и газонепроницаемый материал с пространственным нано скелетом, образующим мелкодисперсную закрытую пористость), так вот, в этом случае я даже не знаю, что я сделаю))))

Изменено 9 Сентября, 2011 в 12:30 пользователем harrrli

[гуманоид]

Уважаемые химики, добрый день. Спасите. Помогите, пожалуйста, не химику решить простую для химика задачу. Посоветуйте какой-нибудь абсолютно влаго- и воздухонепроницаемый твердый материал со следующими свойствами. В разогретом состоянии (любая температура >+150 по цельсию) этот материал должен становиться жидким. В жидком состоянии при атмосферном давлении из него должно быть возможно получить стабильную мелкоячеистую пену (например простой аэрацией, или аэрация+пеннообразователь чтобы снизить поверхностное напряжение), которая будет устойчива хотя бы в течение 10-20 мин (на время охлаждения материала). У меня есть такое предположение, что если в разогретом состоянии этот материал будет иметь вязкую консистенцию вроде жидкого киселя, то ему за счет вязкости будет легче удерживать в себе пузырьки воздуха и препятствовать их коалесценции (во всяком случае я так думаю). Цель всего этого получить твердый материал с закрытой мелкоячеистой пористостью. Стенки пор будут образовывать тонкий, но прочный пространственный скелет. А вопрос простой: какой материал из существующих в наибольшей степени сможет удовлетворить всем этим несложным условиям? В неорганике, я уверен, подобного "добра" должно быть полно, исходя из простоты получения, просто в силу узости своего химического кругозора я о таких материалах не знаю. ЗАРАНЕЕ ВСЕМ СПАСИБО!!!

 

Для богов от химии P.S.

P.S.: если предложенный Вами материал во вспененном и застывшем виде в качестве межпузырьковых пленочек будет иметь стеночки на уровне нано (прочный абсолютно влаго- и газонепроницаемый материал с пространственным нано скелетом, образующим мелкодисперсную закрытую пористость), так вот, в этом случае я даже не знаю, что я сделаю))))

 

Почему Вы называете этот материал "вакуумная ..."?. Предназначен для работы в вакууме?

[harrrli]

Почему Вы называете этот материал "вакуумная ..."?. Предназначен для работы в вакууме?

все очень просто. это материал предназначен для повседневного использования при атмосферном давлении (и, надеюсь, дополнительных нагрузках). просто если у меня будет такая пена, я сделаю так, что внутри этих пузырьков будет вакуум. воздух - основной проводник звука и тепла.

[tenzor85]

просто если у меня будет такая пена, я сделаю так, что внутри этих пузырьков будет вакуум.

 

Это надо в раздел анекдотов ))))). Я даже прослезился ). Хорошо что не абсолютный вакуум )).

 

 

воздух - основной проводник звука и тепла.

 

В твердом теле? )))) Пусть даже вспененом ... Мне кажется вы ошибаетесь )). Скорость звука в стали, около 5-6 км/с, в дереве — ~4 км/с, в воде — 2 км/с, полиэтилен — 2 км/с, а в воздухе сами знаете ... )). Это говорит о том, что пока ваш воздух будет сжиматься, звук пусть и огородами но дойдет до противоположной стороны через полимер.

Но главное конечно не скорость, главное затухание. Помните такой переговорное устройство в виде двух коробков и нитки. Вот вам наглядный пример для сопоставления затухания звука в воздухе и в твердом теле.

 

Воздух в данном плане ИМХО вообще играет последнюю роль )). Запасти много энергии он не может, т.к. по сравнению с полимером весьма разряжен. Тепло тоже проводить толком не может. А вот полимер — запросто.

 

 

Вообще я хотел бы посмотреть как ваши блоки через несколько лет под дождем насосавшись воды станут супер изолирующими.

[Дмитрий Л]

В застывшей пене с закрытой пористостью невозможно создать вакуум.... Это вам придется решетить пену, помещать изделие в вакуум, и заделывать отверстия (например заливая полимером). Трудно представить себе весь этот геморой. Еще труднее представить себе материал способный выдержать вакуум при толщине слоя 200-300 нм. Попробуйте на пленке нужной толщины.

Хотя конечно ничего невозможного нет.... смущает способ переработки экструзия с порообразованием? тогда почему обязательно выше 150С?

[Pelm]

если так подумать про вакуум - то можно взять книгу "Пеностекло" и провести описываемые там операции не при 750ти градусах, а в вакууме. Тогда и температура станет градусов 150-200, да и пузырьки станут более на разряженную атмосферу походить. Правда работать на вакуум установке нынче дорого. Например достигаюцая что то похожее на космический вакуум(точнее может достигнуть, но никто этим не париться) установка для напыления металлов потребляет примерно 70 киловат, установок этих мало и они тонируют в основном стекла автомобилей (титан напыляют) и всякое декоративное стекло и металл(напыляют нитрит титана, нихром, латунь). И насколько я знаю работают ребята в 2 смены.

[aversun]

если так подумать про вакуум - то можно взять книгу "Пеностекло" и провести описываемые там операции не при 750ти градусах, а в вакууме. Тогда и температура станет градусов 150-200

Вы считаете, что при понижении давления, температура размягчения стекла упадет? Практически нет, будут те же 750. Вспенивание в вакууме пойдет столь бурно, что и пены то не будет, но даже если и удастся ее создать, необходимо, что бы все вакуоли пены были герметичны, а этого практически никогда не бывает.

[tenzor85]

ИМХО очередное. Но даже если у автора что-то и получится, то соотношение объема "вакуума" с объемом полимера будет хуже в разы, чем в случае воздуха. Иначе такой пенополимер просто раздавит атмосфера. Это означает что не будет тут лучшей теплоизоляции и звукоизоляции. Лучше посмотрите в сторону наполнения аргоном. У него несколько меньшая теплопроводность, чем у азота. Откачка воздуха годится только для стеклопакетов. У Вас не тот случай ))

[Гость Ефим]

Лучше посмотрите в сторону наполнения аргоном. У него несколько меньшая теплопроводность, чем у азота.

Тогда уж сразу - ксенон.

[harrrli]

Ну вот всегда так: как только появляется что-то новое, так сразу все накидываются с вилами и лопатами)) Технология всего этого проста, но право авторства (на всякий случай) позвольте оставить за собой. Итак, причем тут пена, вакуум и температура? В принципе, у меня уже есть на примете материал, который в разогретом виде жидкий, а при охлаждении всего за несколько минут становится твердым. Осталось только его вспенить (не скрою, для меня, как не химика, это сложно - нет лаборатории, нужен знающий человек -, но в любом случае я так или иначе продавлю этот вопрос до конца). Тем не менее, при получении такой высокотемпературной устойчивой быстро застывающей пены мы делаем вот что (пена получена при атмосферном давлении). Небольшое количесвто пены, высота 1-2 см - больше не надо, помещаем в герметичный сосуд. Из сосуда с необходимой скоростью откачиваем 0.5 атм. Пузырьки пены вследствие этого согласно Менделееву-Клайперону увеличатся тоже в 2 раза (высота пены небольшая, поэтому весь ее объем будет синхронно и моментально реагировать на изменение внешнего давления). Получив в пузырьках пены давление, равное половине атмосферного, производим охлаждение до комнатной температуры. Скоростью регулирования температуры и давления можно полностью контролировать процесс "роста" пены и ее охлаждения (и при наличии хотя бы небольшой устойчивости она будет "слушаться"). В итоге, если начальная температура пены 200 град, а первоначальное снижение давления в сосуде 0.5 атм, то при комнатной температуре Т=20 град согласно Менделееву-Клайперона в пузырьках пены будет давление в 20 раз ниже атмосферного, а это 5000 Па вместо 100000. По-моему, разница существенная. А если вместо воздуха использовать газ с более низкой тепло- и звукопроводимостью, к тому же у температуры пены и начального снижения давления могут быть другие значения, то разница в 20 раз еще не предел. Конечно, при такой технологии сложно получить АБСОЛЮТНЫЙ вакуум - 1-2 молекулы будут летать по-любому - но на бытовом уровне, чтобы грело и не шумело, мне кажется этого достаточно.

P.S.Конечно, у всех материалов своя скорость звука. Но звук, двигаясь по пространственной сетке из стенок пор, будет постоянно эти самые поры огибать и стенки пор конечно не будут сидеть, зажав рот. Значительная часть звука будет как бы проглатываться в разряженной среде. И какая разница по большому счету, какова скорость звука в материале подобной пены, с такой же скоростью стенки пор будут отдавать этот звук в пустоту.