Chemické nadúvadlá Chemické nadúvadlá možno tiež rozdeliť do dvoch hlavných typov: organické chemikálie a anorganické chemikálie. Existuje mnoho druhov organických chemických nadúvadiel, zatiaľ čo anorganické chemické nadúvadlá sú obmedzené. Prvými chemickými nadúvadlami (asi 1850) boli jednoduché anorganické uhličitany a hydrogenuhličitany. Tieto chemikálie pri zahrievaní emitujú CO2 a nakoniec sú nahradené zmesou hydrogenuhličitanu a kyseliny citrónovej, pretože tá má oveľa lepší prognostický účinok. Dnešné vynikajúce anorganické penidlá majú v podstate rovnaký chemický mechanizmus ako vyššie. Sú to polykarbonáty (originál je polykarbonátový)
kyseliny) zmiešané s uhličitanmi.
Rozklad polykarbonátu je endotermická reakcia pri 320 ° F
Môže sa uvoľniť asi 100 ml na gram kyseliny. Keď sa ľavý a pravý CO2 ďalej zahrejú na asi 390 ° F, uvoľní sa viac plynu. Endotermická povaha tejto rozkladnej reakcie môže priniesť určité výhody, pretože odvod tepla počas procesu tvorby peny je veľkým problémom. Okrem toho, že sú tieto látky zdrojom plynu pre penenie, často sa používajú ako nukleačné činidlá pre fyzikálne penidlá. Predpokladá sa, že počiatočné bunky vytvorené pri rozklade chemického nadúvadla poskytujú miesto pre migráciu plynu emitovaného fyzikálnym nadúvadlom.
Na rozdiel od anorganických penotvorných látok je na výber veľa druhov organických chemických penotvorných látok a ich fyzikálne formy sú tiež odlišné. V posledných rokoch boli vyhodnotené stovky organických chemikálií, ktoré sa môžu použiť ako nadúvadlá. Existuje tiež veľa kritérií používaných pri posudzovaní. Najdôležitejšie z nich sú: za podmienok regulovateľnej rýchlosti a predvídateľnej teploty je množstvo uvoľneného plynu nielen veľké, ale aj reprodukovateľné; plyny a tuhé látky vznikajúce pri reakcii nie sú toxické a sú vhodné na penovú polymerizáciu. Predmety nesmú mať nepriaznivé účinky, napríklad farbu alebo zápach; nakoniec je tu otázka nákladov, čo je tiež veľmi dôležité kritérium. Tieto penové činidlá používané v dnešnom priemysle najviac zodpovedajú týmto kritériám.
Nízkoteplotné penidlo je vybrané z mnohých dostupných chemických penidiel. Hlavným problémom, ktorý treba brať do úvahy, je to, že teplota rozkladu penotvorného činidla by mala byť kompatibilná s teplotou spracovania plastu. Pre nízkoteplotný polyvinylchlorid, polyetylén s nízkou hustotou a určité epoxidové živice sú všeobecne akceptované dve organické nadúvadlá. Prvým je toluénsulfonylhydrazid (TSH). Toto je krémovo žltý prášok s teplotou rozkladu asi 110 ° C. Každý gram produkuje približne 115 cm3 dusíka a určitú vlhkosť. Druhým typom sú oxidované bis (benzénsulfonyl) rebrá alebo OBSH. Toto penotvorné činidlo sa môže bežnejšie používať v nízkoteplotných aplikáciách. Tento materiál je biely jemný prášok a jeho normálna teplota rozkladu je 150 ° C. Ak sa použije aktivátor, ako je močovina alebo trietanolamín, môže sa táto teplota znížiť na asi 130 ° C. Každý gram môže emitovať 125 cm3 plynu, hlavne dusíka. Tuhý produkt po rozklade OBSH je polymér. Ak sa používa spolu s TSH, môže znížiť zápach.
Vysokoteplotné penidlo Pre vysokoteplotné plasty, ako je tepelne odolný ABS, tuhý polyvinylchlorid, časť polypropylénu s nízkym indexom toku taveniny a technické plasty, ako je polykarbonát a nylon, porovnajte použitie nadúvadiel s vyššími teplotami rozkladu. Toluénsulfoneftalamid (TSS alebo TSSC) je veľmi jemný biely prášok s teplotou rozkladu asi 220 ° C a výstupom plynu 140 cm3 na gram. Je to hlavne zmes dusíka a CO2 s malým množstvom CO a amoniaku. Toto nadúvadlo sa bežne používa v polypropyléne a určitých ABS. Ale kvôli jeho teplote rozkladu je jeho použitie v polykarbonáte obmedzené. V polykarbonáte sa úspešne používa ďalšie vysokoteplotné nadúvadlo tetrazol na báze 5 (5-PT). Začína sa pomaly rozkladať asi pri 215 ° C, ale produkcia plynu nie je veľká. Veľké množstvo plynu sa neuvoľní, kým teplota nedosiahne 240 - 250 ° C, a tento teplotný rozsah je veľmi vhodný na spracovanie polykarbonátu. Produkcia plynu je približne
175 cm3 / g, hlavne dusík. Okrem toho sú vo vývoji niektoré deriváty tetrazolu. Majú vyššiu teplotu rozkladu a emitujú viac plynu ako 5-PT.
Teplota spracovania väčšiny hlavných priemyselných termoplastov azodikarbonátu je taká, ako je opísané vyššie. Rozsah pracovných teplôt väčšiny polyolefínov, polyvinylchloridov a styrénových termoplastov je 150 - 210 ° C
. Pre tento druh plastov existuje spoľahlivý druh nadúvadla, to znamená azodikarbonát, tiež známy ako azodikarbonamid, alebo skrátene ADC alebo AC. V čistom stave je to žltooranžový prášok pri asi 200 ° C
Začnite sa rozkladať a množstvo plynu produkovaného počas rozkladu je
220cc / g, produkovaný plyn je hlavne dusík a CO s malým množstvom CO2 a za určitých podmienok obsahuje aj amoniak. Tuhý produkt rozkladu je béžový. Môže byť použitý nielen ako indikátor úplného rozkladu, ale tiež nemá nepriaznivý vplyv na farbu penového plastu.
AC sa stal široko používaným penotvorným činidlom z niekoľkých dôvodov. Pokiaľ ide o výrobu plynu, AC je jedným z najefektívnejších penotvorných činidiel a plyn, ktorý uvoľňuje, má vysokú penivosť. Plyn sa navyše rýchlo uvoľňuje bez straty kontroly. AC a jeho tuhé produkty sú nízko toxické látky. AC je tiež jedným z najlacnejších chemických nadúvadiel, a to nielen z hľadiska efektivity výroby plynu na gram, ale aj z hľadiska výroby plynu za dolár.
Okrem vyššie uvedených dôvodov môže byť AC široko používaný kvôli svojim vlastnostiam rozkladu. Teplotu a rýchlosť uvoľňovaného plynu je možné meniť a je možné ho upraviť na 150 - 200 ° C
Takmer všetky účely v rozsahu pôsobnosti. Aktivácia alebo akčné prísady menia vlastnosti rozkladu chemických nadúvadiel, o tomto probléme sa diskutovalo pri použití OBSH vyššie. AC sa aktivuje oveľa lepšie ako akékoľvek iné chemické nadúvadlo. Existuje celý rad prísad, predovšetkým soli kovov môžu znižovať teplotu rozkladu AC a stupeň zníženia závisí hlavne od typu a množstva vybraných prísad. Okrem toho majú tieto prísady aj ďalšie účinky, napríklad zmenu rýchlosti uvoľňovania plynu; alebo vytvorenie oneskorenia alebo indukčnej periódy pred začiatkom rozkladnej reakcie. Preto môžu byť takmer všetky metódy uvoľňovania plynu v procese navrhnuté umelo.
Veľkosť častíc AC ovplyvňuje aj proces rozkladu. Všeobecne možno povedať, že pri danej teplote platí, že čím väčšia je priemerná veľkosť častíc, tým pomalšie sa uvoľňuje plyn. Tento jav je zvlášť zreteľný v systémoch s aktivátormi. Z tohto dôvodu je rozsah veľkosti častíc komerčného AC 2 - 20 mikrónov alebo väčší a užívateľ si môže zvoliť ľubovoľne. Mnoho procesorov vyvinulo svoje vlastné aktivačné systémy a niektorí výrobcovia si vyberajú rôzne predaktivované zmesi poskytované výrobcami striedavého prúdu. Existuje veľa stabilizátorov, najmä tých, ktoré sa používajú pre polyvinylchlorid, a určité pigmenty budú pôsobiť ako aktivátory AC. Preto musíte byť pri zmene vzorca opatrní, pretože sa môžu zodpovedajúcim spôsobom meniť charakteristiky rozkladu AC.
AC dostupný v priemysle má mnoho druhov, nielen z hľadiska veľkosti častíc a aktivačného systému, ale aj z hľadiska tekutosti. Napríklad pridanie prísady do AC môže zvýšiť tekutosť a dispergovateľnosť AC prášku. Tento typ striedavého prúdu je veľmi vhodný pre plastisol z PVC. Pretože penotvorné činidlo je možné úplne rozptýliť do plastisolu, je to kľúčový problém pre kvalitu finálneho produktu z penového plastu. Okrem použitia druhov s dobrou tekutosťou sa AC môže dispergovať aj vo ftaláte alebo iných nosných systémoch. Bude sa s ním manipulovať rovnako ľahko ako s tekutinou.
Čas zverejnenia: 13. januára 2021