Principi i característiques dels agents de bufat químics

Agents de bufat químics Els agents de bufat químics també es poden dividir en dos tipus principals: productes químics orgànics i productes químics inorgànics. Hi ha molts tipus d’agents bufadors químics orgànics, mentre que els bufadors químics inorgànics són limitats. Els primers agents de bufat químics (vers 1850) van ser carbonats i bicarbonats inorgànics simples. Aquests productes químics emeten CO2 quan s’escalfen i, finalment, se substitueixen per una barreja de bicarbonat i àcid cítric, ja que aquest té un efecte pronòstic molt millor. Els agents escumants inorgànics més excel·lents d'avui tenen bàsicament el mateix mecanisme químic que l'anterior. Són policarbonats (l’original és poli-carbònic
àcids) barrejats amb carbonats.

La descomposició del policarbonat és una reacció endotèrmica a 320 ° F
Es poden alliberar uns 100cc per gram d’àcid. Quan el CO2 esquerre i dret s’escalfa a uns 390 ° F, s’alliberarà més gas. La naturalesa endotèrmica d’aquesta reacció de descomposició pot comportar alguns avantatges, ja que la dissipació de calor durant el procés d’escuma és un gran problema. A més de ser una font de gas per fer escuma, aquestes substàncies s’utilitzen sovint com a agents nucleantes per a agents escumants físics. Es creu que les cèl·lules inicials formades quan l’agent bufador químic es descompon proporcionen un lloc per a la migració del gas emès per l’agent bufador físic.

Al contrari que els agents escumants inorgànics, hi ha molts tipus d’escumants químics orgànics per triar i les seves formes físiques també són diferents. En els darrers anys, s’han avaluat centenars de productes químics orgànics que es poden utilitzar com a agents bufadors. També hi ha molts criteris per jutjar. Els més importants són: en condicions de velocitat controlable i temperatura previsible, la quantitat de gas alliberada no només és gran, sinó que també es pot reproduir; els gasos i els sòlids produïts per la reacció no són tòxics, i és bo per a la polimerització d’escuma. Els objectes no poden tenir cap efecte advers, com ara el color o la mala olor; finalment, hi ha un problema de costos, que també és un criteri molt important. Aquells agents escumants que s’utilitzen avui en dia a la indústria s’adeqüen més a aquests criteris.

L’escumant a baixa temperatura es selecciona entre molts agents escumants químics disponibles. El principal problema a tenir en compte és que la temperatura de descomposició de l'agent espumant ha de ser compatible amb la temperatura de processament del plàstic. S'han acceptat àmpliament dos agents de bufat químics orgànics per al clorur de polivinil a baixa temperatura, el polietilè de baixa densitat i certes resines epoxi. El primer és el toluenosulfonilhidrazida (TSH). Es tracta d’una pols de color groc cremós amb una temperatura de descomposició d’uns 110 ° C. Cada gram produeix aproximadament 115cc de nitrogen i una mica d'humitat. El segon tipus són les costelles bis (benzensulfonil) oxidades, o OBSH. Aquest agent espumant es pot utilitzar més comunament en aplicacions a baixa temperatura. Aquest material és de pols fina blanca i la seva temperatura normal de descomposició és de 150 ° C. Si s’utilitza un activador com la urea o la trietanolamina, aquesta temperatura es pot reduir a uns 130 ° C. Cada gram pot emetre 125cc de gas, principalment nitrogen. El producte sòlid després de la descomposició d’OBSH és un polímer. Si s’utilitza juntament amb TSH, pot reduir l’olor.

Agent espumant d’alta temperatura Per a plàstics d’alta temperatura, com ara ABS resistents a la calor, clorur de polivinil rígid, polipropilè d’índex de baixa fusió i plàstics d’enginyeria, com ara policarbonat i niló, compareu l’ús d’agents bufadors amb temperatures de descomposició més altes. La toluenesulfoneftalamida (TSS o TSSC) és una pols blanca molt fina amb una temperatura de descomposició d’uns 220 ° C i una sortida de gas de 140cc per gram. És principalment una barreja de nitrogen i CO2, amb una petita quantitat de CO i amoníac. Aquest agent bufador s’utilitza habitualment en polipropilè i certs ABS. Però a causa de la seva temperatura de descomposició, la seva aplicació en policarbonat és limitada. Al policarbonat s’ha utilitzat amb èxit un altre tetrazol basat en 5 agents d’alta temperatura (5-PT). Comença a descompondre’s lentament a uns 215 ° C, però la producció de gas no és gran. No s’alliberarà una gran quantitat de gas fins que la temperatura arribi a 240-250 ° C, i aquest rang de temperatura és molt adequat per al processament de policarbonat. La producció de gas és aproximadament
175cc / g, principalment nitrogen. A més, hi ha alguns derivats del tetrazol en desenvolupament. Tenen una temperatura de descomposició més alta i emeten més gas que el 5-PT.

La temperatura de processament de la majoria dels principals termoplàstics industrials d’azodicarbonat és la descrita anteriorment. L’interval de temperatura de processament de la majoria de termoplàstics de poliolefina, clorur de polivinil i estirè és de 150-210 ° C
. Per a aquest tipus de plàstic, hi ha una mena d’agent bufador que és fiable d’utilitzar, és a dir, azodicarbonat, també conegut com a azodicarbonamida, o ADC o AC per abreviar. En estat pur, és una pols de color groc / taronja a uns 200 ° C
Comenceu a descompondre’s i la quantitat de gas produïda durant la descomposició és
220cc / g, el gas produït és principalment nitrogen i CO, amb una petita quantitat de CO2, i també conté amoníac en determinades condicions. El producte de descomposició sòlida és de color beix. No només es pot utilitzar com a indicador per a una descomposició completa, sinó que tampoc no té efectes adversos sobre el color del plàstic espumat.

AC s'ha convertit en un agent d'escuma d'escuma àmpliament utilitzat per diversos motius. Pel que fa a la producció de gas, el corrent altern és un dels agents escumants més eficaços i el gas que allibera té una elevada eficiència d’escuma. A més, el gas s’allibera ràpidament sense perdre el control. El corrent altern i els seus productes sòlids són substàncies poc tòxiques. La CA és també un dels agents de bufat químics més econòmics, ja que la producció de gas per dòlar és molt barata, no només per la producció de gas per dòlar.

A més dels motius anteriors, AC es pot utilitzar àmpliament a causa de les seves característiques de descomposició. Es pot canviar la temperatura i la velocitat del gas alliberat i es pot adaptar a 150-200 ° C
Gairebé tots els propòsits dins de l’abast. L’activació o additius d’acció canvien les característiques de descomposició dels agents de bufat químics; aquest problema s’ha comentat anteriorment en l’ús d’OBSH. La CA s’activa molt millor que qualsevol altre agent de bufat químic. Hi ha una gran varietat d’additius, en primer lloc, les sals metàl·liques poden reduir la temperatura de descomposició de l’AC i el grau de disminució depèn principalment del tipus i de la quantitat d’additius seleccionats. A més, aquests additius també tenen altres efectes, com ara canviar la velocitat d’alliberament de gas; o crear un període de retard o inducció abans que comenci la reacció de descomposició. Per tant, gairebé tots els mètodes d'alliberament de gas en el procés es poden dissenyar artificialment.

La mida de les partícules de CA també afecta el procés de descomposició. En termes generals, a una temperatura determinada, com més gran sigui la mida mitjana de les partícules, més lent serà l’alliberament de gas. Aquest fenomen és particularment evident en sistemes amb activadors. Per aquest motiu, l’interval de mida de les partícules de la CA comercial és de 2 a 20 micres o més i l’usuari pot triar a voluntat. Molts processadors han desenvolupat els seus propis sistemes d’activació i alguns fabricants trien diverses mescles pre-activades proporcionades pels fabricants de corrent altern. Hi ha molts estabilitzadors, especialment els que s’utilitzen per al clorur de polivinil, i certs pigments actuaran com a activadors de la CA. Per tant, heu de tenir precaució quan canvieu la fórmula, perquè les característiques de descomposició de CA poden canviar en conseqüència.

El CA disponible a la indústria té molts graus, no només pel que fa a la mida de les partícules i al sistema d’activació, sinó també pel que fa a la fluïdesa. Per exemple, afegir un additiu a CA pot augmentar la fluïdesa i la dispersibilitat de la pols de CA. Aquest tipus de corrent altern és molt adequat per al plastisol de PVC. Com que l'agent espumant es pot dispersar completament al plastisol, aquest és un tema clau per a la qualitat del producte final de plàstic espumat. A més d’utilitzar graus amb bona fluïdesa, la CA també es pot dispersar en ftalats o en altres sistemes portadors. Serà tan fàcil de manejar com de líquid.


Hora de publicació: 13-gen-2021