Agenti espandenti chimici Gli agenti espandenti chimici possono anche essere suddivisi in due tipi principali: prodotti chimici organici e prodotti chimici inorganici. Esistono molti tipi di agenti espandenti chimici organici, mentre gli agenti espandenti chimici inorganici sono limitati. I primi agenti espandenti chimici (intorno al 1850) erano semplici carbonati inorganici e bicarbonati. Queste sostanze chimiche emettono CO2 se riscaldate e alla fine vengono sostituite da una miscela di bicarbonato e acido citrico perché quest'ultimo ha un effetto prognostico molto migliore. Gli agenti schiumogeni inorganici più eccellenti di oggi hanno fondamentalmente lo stesso meccanismo chimico di cui sopra. Sono policarbonati (l'originale è Poly-carbonic
acidi) miscelati con carbonati.
La decomposizione del policarbonato è una reazione endotermica, a 320 ° F
Possono essere rilasciati circa 100 cc per grammo di acido. Quando la CO2 sinistra e destra viene ulteriormente riscaldata a circa 390 ° F, verrà rilasciato più gas. La natura endotermica di questa reazione di decomposizione può portare alcuni benefici, perché la dissipazione del calore durante il processo di schiumatura è un grosso problema. Oltre ad essere una fonte di gas per la formazione di schiuma, queste sostanze sono spesso utilizzate come agenti nucleanti per agenti schiumogeni fisici. Si ritiene che le cellule iniziali formate quando l'agente espandente chimico si decompone forniscano un posto per la migrazione del gas emesso dall'agente espandente fisico.
Contrariamente agli agenti schiumogeni inorganici, ci sono molti tipi di agenti schiumogeni chimici organici tra cui scegliere e anche le loro forme fisiche sono diverse. Negli ultimi anni sono state valutate centinaia di sostanze chimiche organiche che possono essere utilizzate come agenti espandenti. Ci sono anche molti criteri usati per giudicare. I più importanti sono: in condizioni di velocità controllabile e temperatura prevedibile, la quantità di gas rilasciata non è solo grande, ma anche riproducibile; i gas e i solidi prodotti dalla reazione non sono tossici ed è utile per la polimerizzazione schiumogena. Gli oggetti non devono avere effetti negativi, come colore o cattivo odore; infine, c'è una questione di costi, che è anche un criterio molto importante. Gli agenti schiumogeni utilizzati oggi nell'industria sono i più in linea con questi criteri.
L'agente schiumogeno a bassa temperatura è selezionato tra molti agenti schiumogeni chimici disponibili. Il problema principale da considerare è che la temperatura di decomposizione dell'agente schiumogeno dovrebbe essere compatibile con la temperatura di lavorazione della plastica. Due agenti espandenti chimici organici sono stati ampiamente accettati per il cloruro di polivinile a bassa temperatura, il polietilene a bassa densità e alcune resine epossidiche. Il primo è la toluene sulfonil idrazide (TSH). Questa è una polvere gialla cremosa con una temperatura di decomposizione di circa 110 ° C. Ogni grammo produce circa 115 cc di azoto e un po 'di umidità. Il secondo tipo sono le costole di bis (benzensolfonile) ossidate o OBSH. Questo agente schiumogeno può essere più comunemente usato nelle applicazioni a bassa temperatura. Questo materiale è una polvere fine bianca e la sua normale temperatura di decomposizione è di 150 ° C. Se viene utilizzato un attivatore come l'urea o la trietanolammina, questa temperatura può essere ridotta a circa 130 ° C. Ogni grammo può emettere 125 cc di gas, principalmente azoto. Il prodotto solido dopo la decomposizione di OBSH è un polimero. Se utilizzato insieme al TSH, può ridurre l'odore.
Agente schiumogeno ad alta temperatura Per materie plastiche ad alta temperatura, come ABS resistente al calore, cloruro di polivinile rigido, alcuni polipropilene a basso indice di fusione e tecnopolimeri, come policarbonato e nylon, confrontare l'uso di agenti espandenti con temperature di decomposizione più elevate Adatto. La toluensolfoneftalammide (TSS o TSSC) è una polvere bianca molto fine con una temperatura di decomposizione di circa 220 ° C e un'uscita di gas di 140 cc per grammo. È principalmente una miscela di azoto e CO2, con una piccola quantità di CO e ammoniaca. Questo agente espandente è comunemente usato nel polipropilene e in alcuni ABS. Ma a causa della sua temperatura di decomposizione, la sua applicazione nel policarbonato è limitata. Un altro tetrazolo (5-PT) a base di agente espandente per alte temperature è stato utilizzato con successo nel policarbonato. Inizia a decomporsi lentamente a circa 215 ° C, ma la produzione di gas non è grande. Una grande quantità di gas non verrà rilasciata fino a quando la temperatura non raggiunge 240-250 ° C e questo intervallo di temperatura è molto adatto per la lavorazione del policarbonato. La produzione di gas è di circa
175cc / g, principalmente azoto. Inoltre, ci sono alcuni derivati del tetrazolo in fase di sviluppo. Hanno una temperatura di decomposizione più elevata ed emettono più gas del 5-PT.
La temperatura di lavorazione della maggior parte delle principali termoplastiche industriali di azodicarbonato è quella descritta sopra. L'intervallo di temperatura di lavorazione della maggior parte delle termoplastiche poliolefiniche, cloruro di polivinile e stirene è 150-210 ° C
. Per questo tipo di plastica, esiste un tipo di agente espandente affidabile da usare, ovvero azodicarbonato, noto anche come azodicarbonamide, o ADC o AC in breve. Allo stato puro, è una polvere giallo / arancio a circa 200 ° C
Inizia a decomporsi e la quantità di gas prodotta durante la decomposizione è
220cc / g, il gas prodotto è principalmente azoto e CO, con una piccola quantità di CO2, e contiene anche ammoniaca in determinate condizioni. Il prodotto di decomposizione solido è beige. Non può essere utilizzato solo come indicatore per la decomposizione completa, ma non ha anche effetti negativi sul colore della plastica espansa.
L'AC è diventato un agente schiumogeno ampiamente utilizzato per diversi motivi. In termini di produzione di gas, l'AC è uno degli agenti schiumogeni più efficaci e il gas che rilascia ha un'elevata efficienza di schiumatura. Inoltre, il gas viene rilasciato rapidamente senza perdere il controllo. AC ei suoi prodotti solidi sono sostanze a bassa tossicità. L'AC è anche uno degli agenti espandenti chimici più economici, non solo dall'efficienza di produzione di gas per grammo, ma anche dalla produzione di gas per dollaro è abbastanza economico.
Oltre ai motivi di cui sopra, AC può essere ampiamente utilizzato a causa delle sue caratteristiche di decomposizione. La temperatura e la velocità del gas rilasciato possono essere modificate e possono essere adattate a 150-200 ° C
Quasi tutti gli scopi nell'ambito dell'ambito. L'attivazione o l'azione degli additivi modificano le caratteristiche di decomposizione degli agenti espandenti chimici, questo problema è stato discusso nell'uso di OBSH sopra. L'AC si attiva molto meglio di qualsiasi altro agente espandente chimico. Ci sono una varietà di additivi, prima di tutto, i sali metallici possono ridurre la temperatura di decomposizione dell'AC e il grado di diminuzione dipende principalmente dal tipo e dalla quantità di additivi selezionati. Inoltre, questi additivi hanno anche altri effetti, come la modifica della velocità di rilascio del gas; o creando un ritardo o un periodo di induzione prima che inizi la reazione di decomposizione. Pertanto, quasi tutti i metodi di rilascio del gas nel processo possono essere progettati artificialmente.
La dimensione delle particelle AC influenza anche il processo di decomposizione. In generale, a una data temperatura, maggiore è la dimensione media delle particelle, più lento è il rilascio di gas. Questo fenomeno è particolarmente evidente nei sistemi con attivatori. Per questo motivo, l'intervallo di dimensioni delle particelle dell'AC commerciale è di 2-20 micron o superiore e l'utente può scegliere a piacimento. Molti processori hanno sviluppato i propri sistemi di attivazione e alcuni produttori scelgono varie miscele pre-attivate fornite dai produttori di CA. Ci sono molti stabilizzanti, specialmente quelli usati per il cloruro di polivinile, e alcuni pigmenti agiranno come attivatori per AC. Pertanto, è necessario essere cauti quando si modifica la formula, poiché le caratteristiche di decomposizione di AC possono cambiare di conseguenza.
L'AC disponibile nell'industria ha molti gradi, non solo in termini di dimensione delle particelle e sistema di attivazione, ma anche in termini di fluidità. Ad esempio, l'aggiunta di un additivo all'AC può aumentare la fluidità e la disperdibilità della polvere AC. Questo tipo di AC è molto adatto per il PVC plastisol. Poiché l'agente schiumogeno può essere completamente disperso nel plastisol, questo è un aspetto chiave per la qualità del prodotto finale in plastica espansa. Oltre a utilizzare gradi con una buona fluidità, AC può anche essere disperso in ftalato o altri sistemi di trasporto. Sarà facile da maneggiare come un liquido.
Tempo post: Jan-13-2021