Zasada i właściwości chemicznych środków porotwórczych

Chemiczne środki porotwórcze Chemiczne środki porotwórcze można również podzielić na dwa główne typy: organiczne środki chemiczne i nieorganiczne środki chemiczne. Istnieje wiele rodzajów organicznych chemicznych środków porotwórczych, natomiast nieorganiczne chemiczne środki porotwórcze są ograniczone. Najwcześniejszymi chemicznymi środkami porotwórczymi (około 1850 r.) Były proste nieorganiczne węglany i wodorowęglany. Te chemikalia emitują CO2 po podgrzaniu i ostatecznie są zastępowane mieszaniną wodorowęglanu i kwasu cytrynowego, ponieważ ten ostatni ma znacznie lepszy efekt prognostyczny. Dzisiejsze doskonalsze nieorganiczne środki spieniające mają zasadniczo taki sam mechanizm chemiczny jak powyżej. Są to poliwęglany (oryginał to poliwęglan
kwasy) zmieszane z węglanami.

Rozkład poliwęglanu jest reakcją endotermiczną w temperaturze 320 ° F
Można uwolnić około 100 cm3 na gram kwasu. Gdy lewy i prawy CO2 zostanie dalej podgrzany do około 390 ° F, uwolni się więcej gazu. Endotermiczny charakter tej reakcji rozkładu może przynieść pewne korzyści, ponieważ dużym problemem jest odprowadzanie ciepła podczas procesu spieniania. Oprócz tego, że są źródłem gazu do spieniania, substancje te są często używane jako środki zarodkujące dla fizycznych środków spieniających. Uważa się, że początkowe komórki utworzone podczas rozkładu chemicznego poroforu zapewniają miejsce migracji gazu emitowanego przez fizyczny porofor.

W przeciwieństwie do nieorganicznych środków spieniających, do wyboru jest wiele rodzajów organicznych chemicznych środków spieniających, a także ich formy fizyczne. W ciągu ostatnich kilku lat poddano ocenie setki organicznych chemikaliów, które mogą być stosowane jako środki porotwórcze. Istnieje również wiele kryteriów oceniania. Najważniejsze z nich to: w warunkach kontrolowanej prędkości i przewidywalnej temperatury ilość uwolnionego gazu jest nie tylko duża, ale i powtarzalna; wytwarzane w reakcji gazy i ciała stałe są nietoksyczne i są dobre do spieniania polimeryzacji. Przedmioty nie mogą mieć żadnych negatywnych skutków, takich jak kolor lub nieprzyjemny zapach; wreszcie pojawia się kwestia kosztów, która jest również bardzo ważnym kryterium. Te środki spieniające stosowane obecnie w przemyśle są najbardziej zgodne z tymi kryteriami.

Niskotemperaturowy środek spieniający jest wybierany spośród wielu dostępnych chemicznych środków spieniających. Głównym problemem do rozważenia jest to, że temperatura rozkładu środka spieniającego powinna być zgodna z temperaturą przetwarzania tworzywa sztucznego. W przypadku niskotemperaturowego polichlorku winylu, polietylenu o małej gęstości i niektórych żywic epoksydowych powszechnie akceptowane są dwa organiczne chemiczne środki porotwórcze. Pierwszym z nich jest hydrazyd toluenosulfonylu (TSH). Jest to kremowo-żółty proszek o temperaturze rozkładu około 110 ° C. Każdy gram wytwarza około 115 cm3 azotu i trochę wilgoci. Drugi rodzaj to utlenione żebra bis (benzenosulfonylo) lub OBSH. Ten środek spieniający może być częściej stosowany w zastosowaniach niskotemperaturowych. Materiał ten jest białym drobnym proszkiem, a jego normalna temperatura rozkładu wynosi 150 ° C. Jeśli stosuje się aktywator, taki jak mocznik lub trietanoloamina, temperaturę tę można obniżyć do około 130 ° C. Każdy gram może wyemitować 125 cm3 gazu, głównie azotu. Stałym produktem po rozkładzie OBSH jest polimer. Jeśli jest używany razem z TSH, może zmniejszyć zapach.

Środek spieniający wysokotemperaturowy W przypadku tworzyw sztucznych odpornych na wysokie temperatury, takich jak żaroodporny ABS, sztywny polichlorek winylu, niektóre polipropylen o niskiej temperaturze topnienia i tworzywa konstrukcyjne, takie jak poliwęglan i nylon, należy porównać użycie środków porotwórczych o wyższych temperaturach rozkładu Odpowiedni. Toluenosulfonoftalamid (TSS lub TSSC) to bardzo drobny biały proszek o temperaturze rozkładu około 220 ° C i wydajności gazu 140 cm3 na gram. Jest to głównie mieszanina azotu i CO2 z niewielką zawartością CO i amoniaku. Ten porofor jest powszechnie stosowany w polipropylenie i niektórych ABS. Jednak ze względu na temperaturę rozkładu jego zastosowanie w poliwęglanie jest ograniczone. W poliwęglanie z powodzeniem zastosowano inny wysokotemperaturowy środek porotwórczy - 5 - tetrazol (5-PT). Zaczyna się powoli rozkładać w temperaturze około 215 ° C, ale produkcja gazu nie jest duża. Duża ilość gazu zostanie uwolniona dopiero wtedy, gdy temperatura osiągnie 240-250 ° C, a ten zakres temperatur jest bardzo odpowiedni do przetwarzania poliwęglanu. Produkcja gazu wynosi około
175 cm3 / g, głównie azot. Ponadto opracowywane są pewne pochodne tetrazolu. Mają wyższą temperaturę rozkładu i emitują więcej gazu niż 5-PT.

Temperatura przetwarzania większości głównych przemysłowych tworzyw termoplastycznych azodiwęglanu jest taka, jak opisano powyżej. Zakres temperatur przetwarzania większości poliolefin, polichlorku winylu i styrenu termoplastycznego wynosi 150-210 ° C
. W przypadku tego rodzaju tworzyw sztucznych istnieje pewny w użyciu rodzaj środka porotwórczego, czyli azodiwęglan, znany również jako azodikarbonamid lub w skrócie ADC lub AC. W stanie czystym ma postać żółto-pomarańczowego proszku w temperaturze około 200 ° C
Zacznij się rozkładać, a ilość gazu powstającego podczas rozkładu jest
220 cm3 / g, wytwarzany gaz składa się głównie z azotu i CO z niewielką ilością CO2, a pod pewnymi warunkami zawiera również amoniak. Stały produkt rozkładu jest beżowy. Może służyć nie tylko jako wskaźnik całkowitego rozkładu, ale także nie wpływa negatywnie na kolor spienionego tworzywa sztucznego.

AC stał się szeroko stosowanym środkiem spieniającym z kilku powodów. AC jest jednym z najskuteczniejszych środków spieniających pod względem produkcji gazu, a uwalniany przez niego gaz ma wysoką skuteczność spieniania. Ponadto gaz jest szybko uwalniany bez utraty kontroli. AC i jego produkty stałe są substancjami o niskiej toksyczności. AC jest również jednym z najtańszych chemicznych środków porotwórczych, nie tylko ze względu na wydajność produkcji gazu na gram, ale także z produkcji gazu na dolara jest dość tania.

Oprócz powyższych powodów AC może być szeroko stosowany ze względu na jego charakterystykę rozkładu. Temperaturę i prędkość uwalnianego gazu można zmieniać i dostosować do 150-200 ° C
Prawie wszystkie cele objęte zakresem. Dodatki aktywujące lub działające zmieniają charakterystykę rozkładu chemicznych środków porotwórczych, problem ten został omówiony powyżej przy zastosowaniu OBSH. AC aktywuje się znacznie lepiej niż jakikolwiek inny chemiczny środek porotwórczy. Istnieje wiele dodatków, przede wszystkim sole metali mogą obniżać temperaturę rozkładu AC, a stopień obniżenia zależy głównie od rodzaju i ilości dobranych dodatków. Ponadto dodatki te mają również inne skutki, takie jak zmiana szybkości uwalniania gazu; lub tworzenie opóźnienia lub okresu indukcji przed rozpoczęciem reakcji rozkładu. Dlatego prawie wszystkie metody uwalniania gazu w procesie można zaprojektować sztucznie.

Wielkość cząstek prądu przemiennego również wpływa na proces rozkładu. Mówiąc ogólnie, w danej temperaturze im większy średni rozmiar cząstek, tym wolniejsze uwalnianie gazu. Zjawisko to jest szczególnie widoczne w układach z aktywatorami. Z tego powodu zakres wielkości cząstek dostępnych w handlu AC wynosi 2-20 mikronów lub więcej, a użytkownik może wybierać według własnego uznania. Wielu przetwórców opracowało własne systemy aktywacji, a niektórzy producenci wybierają różne wstępnie aktywowane mieszanki dostarczane przez producentów AC. Istnieje wiele stabilizatorów, zwłaszcza tych stosowanych do polichlorku winylu, a niektóre pigmenty będą działać jako aktywatory AC. Dlatego należy zachować ostrożność przy zmianie wzoru, ponieważ charakterystyka rozkładu AC może się odpowiednio zmienić.

AC dostępny w przemyśle ma wiele klas, nie tylko pod względem wielkości cząstek i systemu aktywacji, ale także pod względem płynności. Na przykład dodanie dodatku do AC może zwiększyć płynność i dyspergowalność proszku AC. Ten typ AC jest bardzo odpowiedni dla plastizolu PVC. Ponieważ środek spieniający można całkowicie zdyspergować w plastizolu, jest to kluczowa kwestia dla jakości końcowego produktu spienionego tworzywa sztucznego. Oprócz stosowania gatunków o dobrej płynności, AC można również zdyspergować we ftalanie lub innych systemach nośników. Będzie tak łatwy w obsłudze jak płyn.


Czas postu: 13 stycznia-2021