Princippet og egenskaberne ved kemiske blæsemidler

Kemiske blæsemidler Kemiske blæsemidler kan også opdeles i to hovedtyper: organiske kemikalier og uorganiske kemikalier. Der er mange typer organiske kemiske blæsemidler, mens uorganiske kemiske blæsemidler er begrænsede. De tidligste kemiske opblæsningsmidler (omkring 1850) var enkle uorganiske carbonater og bicarbonater. Disse kemikalier udsender CO2, når de opvarmes, og de erstattes til sidst med en blanding af bicarbonat og citronsyre, fordi sidstnævnte har en meget bedre prognostisk virkning. Dagens mere fremragende uorganiske skummidler har stort set den samme kemiske mekanisme som ovenfor. De er polycarbonater (originalen er polykarbonat
syrer) blandet med carbonater.

Nedbrydningen af ​​polycarbonat er en endoterm reaktion ved 320 ° F
Ca. 100cc pr. Gram syre kan frigøres. Når venstre og højre CO2 opvarmes yderligere til ca. 390 ° F, frigives mere gas. Den endoterme karakter af denne nedbrydningsreaktion kan medføre nogle fordele, fordi varmeafledningen under skumningsprocessen er et stort problem. Ud over at være en gaskilde til opskumning anvendes disse stoffer ofte som kernemiddel til fysiske opskumningsmidler. Det antages, at de oprindelige celler dannet, når det kemiske blæsemiddel nedbrydes, giver et sted for migration af den gas, der udsendes af det fysiske blæsemiddel.

I modsætning til uorganiske skummidler er der mange typer organiske kemiske skummidler at vælge imellem, og deres fysiske former er også forskellige. I de sidste par år er hundreder af organiske kemikalier, der kan bruges som blæsemidler, blevet evalueret. Der er også mange kriterier, der bruges til at bedømme. De vigtigste er: under betingelser med regulerbar hastighed og forudsigelig temperatur er mængden af ​​frigivet gas ikke kun stor, men også reproducerbar; de gasser og faste stoffer, der produceres ved reaktionen, er ikke-toksiske, og det er godt til skummende polymerisation. Objekter må ikke have nogen skadelige virkninger, såsom farve eller dårlig lugt; endelig er der et omkostningsspørgsmål, som også er et meget vigtigt kriterium. Disse skummidler, der anvendes i branchen i dag, er mest i tråd med disse kriterier.

Skumningsmidlet ved lav temperatur er valgt blandt mange tilgængelige kemiske skummidler. Det største problem, der skal tages i betragtning, er, at nedbrydningstemperaturen for det skummende middel skal være kompatibel med plastens behandlingstemperatur. To organiske kemiske blæsemidler er blevet bredt accepteret for lavtemperatur polyvinylchlorid, lavdensitetspolyethylen og visse epoxyharpikser. Den første er toluensulfonylhydrazid (TSH). Dette er et cremet gult pulver med en nedbrydningstemperatur på ca. 110 ° C. Hvert gram producerer ca. 115cc kvælstof og noget fugt. Den anden type er oxiderede bis (benzensulfonyl) ribben eller OBSH. Dette skummiddel kan mere almindeligt anvendes i lavtemperaturapplikationer. Dette materiale er hvidt fint pulver og dets normale nedbrydningstemperatur er 150 ° C. Hvis der anvendes en aktivator såsom urinstof eller triethanolamin, kan denne temperatur reduceres til ca. 130 ° C. Hvert gram kan udsende 125cc gas, hovedsageligt kvælstof. Det faste produkt efter nedbrydning af OBSH er en polymer. Hvis det bruges sammen med TSH, kan det reducere lugt.

Skumningsmiddel ved høj temperatur For plast ved høj temperatur, såsom varmebestandig ABS, stiv polyvinylchlorid, noget polypropylen med lavt smelteindeks og ingeniørplast, såsom polycarbonat og nylon, sammenlign brugen af ​​blæsemidler med højere nedbrydningstemperaturer Egnet. Toluensulfonephthalamid (TSS eller TSSC) er et meget fint hvidt pulver med en nedbrydningstemperatur på ca. 220 ° C og en gasudgang på 140cc pr. Gram. Det er hovedsageligt en blanding af nitrogen og CO2 med en lille mængde CO og ammoniak. Dette blæsemiddel anvendes almindeligvis i polypropylen og visse ABS. Men på grund af dets nedbrydningstemperatur er dets anvendelse i polycarbonat begrænset. Et andet højtemperatur-opblæsningsmiddel-5-baseret tetrazol (5-PT) er blevet anvendt med succes i polycarbonat. Det begynder at nedbrydes langsomt ved ca. 215 ° C, men gasproduktionen er ikke stor. En stor mængde gas frigives først, når temperaturen når 240-250 ° C, og dette temperaturinterval er meget velegnet til behandling af polycarbonat. Gasproduktionen er ca.
175cc / g, hovedsagelig kvælstof. Derudover er der nogle tetrazolderivater under udvikling. De har en højere nedbrydningstemperatur og udsender mere gas end 5-PT.

Behandlingstemperaturen for de fleste større industrielle termoplaster af azodicarbonat er som beskrevet ovenfor. Behandlingstemperaturområdet for de fleste polyolefin-, polyvinylchlorid- og styren-termoplaster er 150-210 ° C
. Til denne type plast er der en slags blæsemiddel, der er pålidelig at bruge, det vil sige azodicarbonat, også kendt som azodicarbonamid eller kort sagt ADC eller AC. I ren tilstand er det et gult / orange pulver ved ca. 200 ° C
Begynd at nedbryde, og mængden af ​​gas produceret under nedbrydning er
220cc / g, den producerede gas er hovedsagelig nitrogen og CO med en lille mængde CO2 og indeholder også ammoniak under visse betingelser. Det faste nedbrydningsprodukt er beige. Det kan ikke kun bruges som en indikator for fuldstændig nedbrydning, men har heller ingen negativ indvirkning på farven på den opskumede plast.

AC er blevet et meget brugt skumskumningsmiddel af flere grunde. Med hensyn til gasproduktion er AC et af de mest effektive skummidler, og den gas, den frigiver, har høj skumeffektivitet. Desuden frigives gassen hurtigt uden at miste kontrol. AC og dets faste produkter er stoffer med lav giftighed. AC er også et af de billigste kemiske blæsemidler, ikke kun fra gasproduktionseffektiviteten pr. Gram, men også fra gasproduktionen pr. Dollar er ret billig.

Ud over ovenstående grunde kan vekselstrøm anvendes i vid udstrækning på grund af dets nedbrydningskarakteristika. Temperaturen og hastigheden af ​​den frigivne gas kan ændres, og den kan tilpasses til 150-200 ° C
Næsten alle formål inden for anvendelsesområdet. Aktivering eller handlingsadditiver ændrer nedbrydningskarakteristikaene for kemiske blæsemidler, dette problem er blevet diskuteret ved anvendelsen af ​​OBSH ovenfor. AC aktiverer meget bedre end noget andet kemisk blæsemiddel. Der er en række forskellige additiver, først og fremmest kan metalsalte reducere nedbrydningstemperaturen for AC, og graden af ​​fald afhænger hovedsageligt af typen og mængden af ​​valgte additiver. Derudover har disse tilsætningsstoffer også andre virkninger, såsom ændring af hastigheden for frigivelse af gas; eller skabe en forsinkelse eller induktionsperiode, før nedbrydningsreaktionen starter. Derfor kan næsten alle gasfrigørelsesmetoder i processen designes kunstigt.

Størrelsen på AC-partikler påvirker også nedbrydningsprocessen. Generelt ved en given temperatur, jo større den gennemsnitlige partikelstørrelse er, jo langsommere frigøres gas. Dette fænomen er især tydeligt i systemer med aktivatorer. Af denne grund er partikelstørrelsesområdet for kommerciel AC 2-20 mikron eller større, og brugeren kan vælge efter eget valg. Mange processorer har udviklet deres egne aktiveringssystemer, og nogle producenter vælger forskellige præaktiverede blandinger leveret af AC-producenter. Der er mange stabilisatorer, især dem, der anvendes til polyvinylchlorid, og visse pigmenter fungerer som aktivatorer for AC. Derfor skal du være forsigtig, når du ændrer formlen, fordi AC's nedbrydningskarakteristika kan ændre sig i overensstemmelse hermed.

AC tilgængelig i branchen har mange kvaliteter, ikke kun med hensyn til partikelstørrelse og aktiveringssystem, men også med hensyn til fluiditet. F.eks. Kan tilsætning af et additiv til AC øge fluiditeten og dispergerbarheden af ​​AC-pulver. Denne type vekselstrøm er meget velegnet til PVC-plastisol. Fordi skummidlet kan spredes fuldstændigt i plastisolen, er dette et nøgleproblem for kvaliteten af ​​det opskummede plastprodukt. Ud over at anvende kvaliteter med god fluiditet kan AC også dispergeres i phthalat eller andre bæresystemer. Det vil være lige så let at håndtere som væske.


Indlægstid: Jan-13-2021