Princip a vlastnosti chemických nadouvadel

Chemická nadouvadla Chemická nadouvadla lze také rozdělit do dvou hlavních typů: organické chemikálie a anorganické chemikálie. Existuje mnoho druhů organických chemických nadouvadel, zatímco anorganická chemická nadouvadla jsou omezená. Nejčasnější chemická nadouvadla (asi 1850) byly jednoduché anorganické uhličitany a hydrogenuhličitany. Tyto chemikálie emitují při zahřátí CO2 a nakonec jsou nahrazeny směsí hydrogenuhličitanu a kyseliny citronové, protože ta má mnohem lepší prognostický účinek. Dnešní vynikající anorganická pěnidla mají v podstatě stejný chemický mechanismus jako výše. Jsou to polykarbonáty (originál je polykarbonátový
kyseliny) smíchané s uhličitany.

Rozklad polykarbonátu je endotermická reakce při teplotě 320 ° F
Lze uvolnit asi 100 ml na gram kyseliny. Když se levý a pravý CO2 dále zahřeje na přibližně 390 ° F, uvolní se více plynu. Endotermická povaha této rozkladné reakce může přinést určité výhody, protože odvod tepla během procesu pěnění je velkým problémem. Kromě toho, že jsou zdrojem plynu pro pěnění, jsou tyto látky často používány jako nukleační činidla pro fyzikální pěnidla. Předpokládá se, že počáteční buňky vytvořené při rozkladu chemického nadouvadla poskytují místo pro migraci plynu emitovaného fyzickým nadouvadlo.

Na rozdíl od anorganických pěnidel je na výběr mnoho druhů organických chemických pěnidel a jejich fyzikální formy jsou také odlišné. V posledních několika letech byly hodnoceny stovky organických chemikálií, které lze použít jako nadouvadla. Existuje také mnoho kritérií používaných k posouzení. Nejdůležitější jsou: za podmínek regulovatelné rychlosti a předvídatelné teploty je množství uvolněného plynu nejen velké, ale také reprodukovatelné; plyny a pevné látky produkované reakcí jsou netoxické a jsou dobré pro pěnivou polymeraci. Objekty nesmí mít žádné nepříznivé účinky, jako je barva nebo zápach; konečně je tu otázka nákladů, což je také velmi důležité kritérium. Pěnidla použitá v dnešním průmyslovém odvětví nejvíce vyhovují těmto kritériím.

Nízkoteplotní pěnidlo je vybráno z mnoha dostupných chemických pěnidel. Hlavním problémem, který je třeba vzít v úvahu, je to, že teplota rozkladu pěnícího činidla by měla být kompatibilní s teplotou zpracování plastu. Pro nízkoteplotní polyvinylchlorid, polyethylen s nízkou hustotou a určité epoxidové pryskyřice jsou široce přijímána dvě organická chemická nadouvadla. První je toluensulfonylhydrazid (TSH). Jedná se o krémově žlutý prášek s teplotou rozkladu asi 110 ° C. Každý gram produkuje přibližně 115 ml dusíku a určitou vlhkost. Druhým typem jsou oxidovaná bis (benzensulfonyl) žebra nebo OBSH. Toto pěnící činidlo může být běžněji používáno v nízkoteplotních aplikacích. Tento materiál je bílý jemný prášek a jeho normální teplota rozkladu je 150 ° C. Pokud se použije aktivátor, jako je močovina nebo triethanolamin, lze tuto teplotu snížit na přibližně 130 ° C. Každý gram může emitovat 125 ccm plynu, hlavně dusíku. Pevným produktem po rozkladu OBSH je polymer. Pokud se používá společně s TSH, může snížit zápach.

Vysokoteplotní pěnidlo U vysokoteplotních plastů, jako je tepelně odolný ABS, tuhý polyvinylchlorid, některý polypropylen s nízkým indexem toku taveniny a technické plasty, jako je polykarbonát a nylon, porovnejte použití nadouvadel s vyššími teplotami rozkladu. Toluensulfoneftalamid (TSS nebo TSSC) je velmi jemný bílý prášek s teplotou rozkladu asi 220 ° C a výstupem plynu 140 cm3 na gram. Je to hlavně směs dusíku a CO2 s malým množstvím CO a amoniaku. Toto nadouvadlo se běžně používá v polypropylenu a některých ABS. Ale vzhledem k jeho teplotě rozkladu je jeho použití v polykarbonátu omezené. V polykarbonátu se úspěšně používá další vysokoteplotní nadouvadlo tetrazol na bázi 5 (5-PT). Začíná se pomalu rozkládat při teplotě přibližně 215 ° C, ale produkce plynu není velká. Velké množství plynu se neuvolní, dokud teplota nedosáhne 240-250 ° C, a tento teplotní rozsah je velmi vhodný pro zpracování polykarbonátu. Produkce plynu je přibližně
175 ccm / g, hlavně dusík. Kromě toho jsou ve vývoji některé deriváty tetrazolu. Mají vyšší teplotu rozkladu a emitují více plynu než 5-PT.

Teplota zpracování většiny hlavních průmyslových termoplastů azodikarbonátu je popsána výše. Rozsah teplot zpracování většiny polyolefinových, polyvinylchloridových a styrenových termoplastů je 150-210 ° C
. Pro tento druh plastu existuje druh nadouvadla, který je spolehlivě použitelný, tj. Azodikarbonát, také známý jako azodikarbonamid, nebo zkráceně ADC nebo AC. V čistém stavu je to žlutooranžový prášek při teplotě asi 200 ° C
Začněte se rozkládat a množství plynu produkovaného během rozkladu je
220cc / g, produkovaný plyn je hlavně dusík a CO, s malým množstvím CO2, a za určitých podmínek také obsahuje amoniak. Pevný produkt rozkladu je béžový. Může být použit nejen jako indikátor úplného rozkladu, ale také nemá nepříznivý vliv na barvu pěnového plastu.

AC se stal široce používaným pěnivým činidlem z několika důvodů. Pokud jde o produkci plynu, AC je jedním z nejúčinnějších pěnících činidel a plyn, který uvolňuje, má vysokou účinnost pěnění. Plyn se navíc rychle uvolňuje, aniž by ztratil kontrolu. AC a jeho pevné produkty jsou nízko toxické látky. AC je také jedním z nejlevnějších chemických nadouvadel, a to nejen z hlediska efektivity výroby plynu na gram, ale také z produkce plynu za dolar je docela levný.

Kromě výše uvedených důvodů může být AC široce používán kvůli jeho vlastnostem rozkladu. Lze měnit teplotu a rychlost uvolňovaného plynu a lze jej upravit na 150-200 ° C
Téměř všechny účely v rozsahu. Aktivace nebo akční přísady mění vlastnosti rozkladu chemických nadouvadel, tento problém byl diskutován při použití OBSH výše. AC se aktivuje mnohem lépe než jakékoli jiné chemické nadouvadlo. Existuje celá řada přísad, především kovové soli mohou snížit teplotu rozkladu AC a stupeň snížení závisí hlavně na typu a množství vybraných přísad. Kromě toho mají tyto přísady také další účinky, jako je změna rychlosti uvolňování plynu; nebo vytvoření zpoždění nebo indukční periody před zahájením rozkladné reakce. Proto téměř všechny metody uvolňování plynu v procesu mohou být navrženy uměle.

Velikost částic AC také ovlivňuje proces rozkladu. Obecně lze říci, že při dané teplotě platí, že čím větší je průměrná velikost částic, tím pomalejší je uvolňování plynu. Tento jev je zvláště patrný v systémech s aktivátory. Z tohoto důvodu je rozsah velikosti částic komerčního AC 2 až 20 mikronů nebo větší a uživatel si může zvolit libovolně. Mnoho procesorů vyvinulo vlastní aktivační systémy a někteří výrobci volí různé předem aktivované směsi poskytované výrobci střídavého proudu. Existuje mnoho stabilizátorů, zejména těch, které se používají pro polyvinylchlorid, a určité pigmenty budou působit jako aktivátory AC. Při změně vzorce proto musíte být opatrní, protože vlastnosti rozkladu AC se mohou odpovídajícím způsobem změnit.

AC k dispozici v průmyslu má mnoho stupňů, a to nejen z hlediska velikosti částic a aktivačního systému, ale také z hlediska tekutosti. Například přidání přísady do AC může zvýšit tekutost a dispergovatelnost AC prášku. Tento typ střídavého proudu je velmi vhodný pro plastisol z PVC. Vzhledem k tomu, že pěnidlo lze plně dispergovat do plastisolu, je to klíčový problém kvality finálního produktu z pěnového plastu. Kromě použití typů s dobrou tekutostí lze AC také dispergovat ve ftalátech nebo jiných nosných systémech. Bude se s ním snadno manipulovat jako s kapalinou.


Čas zveřejnění: 13. ledna-2021