Изменение свойств во времени присуще жестким заливочным пенополиуретанам как и всем другим полимерным материалам и это называется их старением. Старение связано с изменением свойств пенополиуретанов, которое происходит с течением времени в результате совокупности химических и физических превращений, происходящих при их переработке, хранении и эксплуатации. Старение ППУ определяется, с одной стороны, свободнорадикальными реакциями, молекулярной подвижностью, пространственной неоднородностью полимера-основы, развитием процессов диффузии и сорбции на уровне ячеистой структуры и, с другой стороны, воздействием внешних факторов окружающей среды.
Применение жестких заливочных ППУ в современной технике требует надёжных исследований их эксплуатационной устойчивости. Поэтому необходимо иметь достоверные данные по изменению физико-механических свойств заливочных ППУ при их климатическом старении в естественных условиях умеренно-холодного климата.
В литературе распространено мнение, что не существует достаточно надёжных методов прогнозирования изменения свойств полимерных материалов в натурных условиях по результатам ускоренных климатических испытаний. Поэтому ниже рассмотрены результаты длительных (до 40 лет) натурных климатических испытаний жестких заливочных ППУ при старении в умеренно-холодном климатическом районе, полученные при участии Всесоюзного научно-исследовательского института синтетических смол (г. Владимир).
Заливка ППУ была произведена с использованием пенополиуретанов на основе сложных (ППУ-3 и ППУ-3С) и на основе простых полиэфиров (ППУ-305А).
Сущность использованного метода заключается в определении изменения специфических характеристик ППУ при натурных климатических испытаниях на открытых стендах и в неотапливаемом помещении. В качестве контролируемых параметров при климатическом старении для жестких ППУ заливочного типа были использованы: изменение внешнего вида, изменение массы и линейных размеров образцов, кажущаяся плотность, прочность при сжатии, удельная ударная вязкость, водопоглощение, коэффициент теплопроводности, изменение степени замкнутости ячеек. Определение физико-механических характеристик заливочных ППУ проводили по общепринятым методикам.
Экспонирование материала проводили образцами прямоугольной формы размером 170 х70 х40 мм, из которых в дальнейшем вырезали стандартные образцы для определения физико-механических характеристик ППУ. Испытательные стенды для испытаний на атмосферостойкость были оборудованы так, что бруски располагались под углом 450 к горизонту и были обращены лицевой гранью в южном направлении. При экспонировании в неотапливаемом помещении образцы были защищены от непосредственного воздействия погодных факторов (дождя, солнечной радиации и т.п.). Результаты климатических испытаний оценивали по уровню изменения контролируемых характеристик заливочных ППУ после определённой длительности климатических испытаний.
Измерения показали, что после 40 лет климатического старения в неотапливаемом помещении в умеренно-холодном климатическом районе практически все испытанные жесткие ППУ кажущейся плотности не менее 40 кг/м3 имели высокую размерную стабильность, а их физико-механические характеристики существенно не изменились и сохранились на уровне требований технических условий.
При экспонировании до 10-15 лет в свободном виде на открытых стендах в умеренно-холодном климатическом районе у всех испытанных ППУ заливочного типа наблюдалась существенная поверхностная эрозия материала. При этом у ППУ на основе простых полиэфиров скорость эрозии при старении на открытых стендах оказалась в 5-6 раз выше, чем у ППУ на основе сложных полиэфиров. С учётом изложенного длительное применение изоляции ППУ заливочного типа в незащищенном виде в условиях атмосферного старения в умеренно-холодном климате не допускается.
Таким образом, натурными климатическими испытаниями установлено, что изоляция методом заливки ППУ в условиях умеренно-холодного климата при защите от непосредственного воздействия погодных факторов (дождя, солнечной радиации и т.п.) имеет срок службы не менее 40 лет.
