Keemiliste puhumisainete põhimõte ja omadused

Keemilised puhumisained Keemilised puhumisained võib jagada ka kahte põhitüüpi: orgaanilised kemikaalid ja anorgaanilised kemikaalid. Orgaanilisi keemilisi puhumisaineid on palju, samas kui anorgaanilisi keemilisi puhumisaineid on piiratud. Varaseimad keemilised puhumisained (umbes 1850. aastal) olid lihtsad anorgaanilised karbonaadid ja vesinikkarbonaadid. Need kemikaalid eraldavad kuumutamisel süsinikdioksiidi ja need asendatakse lõpuks vesinikkarbonaadi ja sidrunhappe seguga, kuna viimasel on palju parem prognostiline toime. Tänapäeva suurepärasematel anorgaanilistel vahutavatel ainetel on põhimõtteliselt sama keemiline mehhanism nagu ülal. Need on polükarbonaadid (originaal on polükarbonaat
happed) segatud karbonaatidega.

Polükarbonaadi lagunemine on endotermiline reaktsioon temperatuuril 320 ° F
Happe grammi kohta võib vabaneda umbes 100cc. Kui vasak ja parem süsinikdioksiid kuumutatakse veelgi temperatuurini umbes 390 ° F, eraldub rohkem gaasi. Selle lagunemisreaktsiooni endotermiline olemus võib tuua mõningaid eeliseid, sest soojuse hajumine vahutamisprotsessi ajal on suur probleem. Lisaks ainete vahutamise gaasiallikale kasutatakse neid aineid sageli ka füüsikaliste vahutavate ainete tuumakütust tekitavate ainetena. Arvatakse, et keemilise puhumisagendi lagunemisel tekkinud esialgsed rakud annavad koha füüsikalise puhumisagendi poolt eraldatava gaasi migratsiooniks.

Erinevalt anorgaanilistest vahutavatest ainetest on orgaaniliste keemiliste vahutavate ainete vahel mitut tüüpi ja nende füüsikalised vormid on samuti erinevad. Viimase paari aasta jooksul on hinnatud sadu orgaanilisi kemikaale, mida võib kasutada puhumisainetena. Samuti on hindamiseks kasutatud palju kriteeriume. Kõige olulisemad on järgmised: reguleeritava kiiruse ja prognoositava temperatuuri tingimustes ei ole eralduv gaasikogus mitte ainult suur, vaid ka taasesitatav; reaktsioonil tekkivad gaasid ja tahked ained ei ole toksilised ning see on hea vahutava polümerisatsiooni jaoks. Objektidel ei tohi olla mingeid kahjulikke mõjusid, näiteks värvi ega halba lõhna; lõpuks on veel üks kuluküsimus, mis on samuti väga oluline kriteerium. Need tööstuses kasutatavad vahutavad ained vastavad nendele kriteeriumidele kõige paremini.

Madalatemperatuuriline vahutav aine valitakse paljude saadaolevate keemiliste vahutavate ainete hulgast. Peamine arvestatav probleem on see, et vahutava aine lagunemistemperatuur peaks olema kooskõlas plastiku töötlemistemperatuuriga. Madala temperatuuriga polüvinüülkloriidi, madala tihedusega polüetüleeni ja teatud epoksüvaikude puhul on laialdaselt tunnustatud kahte orgaanilist keemilist puhumisainet. Esimene on tolueensulfonüülhüdrasiid (TSH). See on kreemikas kollane pulber, mille lagunemistemperatuur on umbes 110 ° C. Iga gramm toodab umbes 115cc lämmastikku ja veidi niiskust. Teine tüüp on oksüdeeritud bis (benseensulfonüül) ribid ehk OBSH. Seda vahutavat ainet võib sagedamini kasutada madalatel temperatuuridel. See materjal on valge peen pulber ja selle lagunemistemperatuur on 150 ° C. Kui kasutatakse sellist aktivaatorit nagu uurea või trietanoolamiin, saab seda temperatuuri vähendada umbes 130 ° C-ni. Iga gramm võib eraldada 125cc gaasi, peamiselt lämmastikku. Tahke produkt pärast OBSH lagunemist on polümeer. Kui seda kasutatakse koos TSH-ga, võib see lõhna vähendada.

Kõrgtemperatuuriline vahutaja Kõrgtemperatuuriliste plastide, näiteks kuumuskindla ABS, jäiga polüvinüülkloriidi, mõne madala sulamistemperatuuriga polüpropüleeni ja insenertehniliste plastide, nagu polükarbonaat ja nailon, puhul võrreldakse kõrgema lagunemistemperatuuriga puhumisainete kasutamist Sobiv. Tolueensulfoneftalamiid (TSS või TSSC) on väga peen valge pulber, mille lagunemistemperatuur on umbes 220 ° C ja gaasi väljund 140 g / gramm. See on peamiselt lämmastiku ja CO2 segu koos väikese koguse CO ja ammoniaagiga. Seda puhumisainet kasutatakse tavaliselt polüpropüleenis ja teatud ABS-is. Kuid lagunemistemperatuuri tõttu on selle kasutamine polükarbonaadis piiratud. Polükarbonaadis on edukalt kasutatud veel üht kõrge temperatuuriga puhumisainet-5-põhist tetrasooli (5-PT). See hakkab umbes 215 ° C juures aeglaselt lagunema, kuid gaasitoodang pole suur. Suur hulk gaasi ei eraldu enne, kui temperatuur on jõudnud 240–250 ° C-ni ja see temperatuurivahemik sobib väga hästi polükarbonaadi töötlemiseks. Gaasi toodetakse umbes
175cc / g, peamiselt lämmastik. Lisaks on väljatöötamisel mõned tetrasooli derivaadid. Neil on kõrgem lagunemistemperatuur ja nad eraldavad rohkem gaase kui 5-PT.

Enamiku peamiste asodikarbonaadi tööstuslike termoplastide töötlemistemperatuur on selline, nagu eespool kirjeldatud. Enamiku polüolefiini, polüvinüülkloriidi ja stüreeni termoplastide töötlustemperatuuri vahemik on 150–210 ° C
. Sellise plastiku jaoks on olemas kindel puhumisaine, mida on usaldusväärne kasutada, see tähendab asodikarbonaati, tuntud ka kui asodikarbonamiidi või lühidalt ADC või AC. Puhtas olekus on see umbes 200 ° C juures kollane / oranž pulber
Hakka lagunema ja lagunemisel tekkiv gaasikogus on
220cc / g, toodetud gaas on peamiselt lämmastik ja CO koos väikese koguse CO2 sisaldusega ning teatud tingimustel sisaldab see ka ammoniaaki. Tahke laguprodukt on beež. Seda ei saa kasutada mitte ainult täieliku lagunemise indikaatorina, vaid see ei kahjusta ka vahustatud plasti värvi.

AC-st on mitmel põhjusel saanud laialdaselt kasutatav vahtvahustaja. Gaasitootmise osas on vahelduvvoolu üks tõhusamaid vahutavaid aineid ja selle eraldataval gaasil on kõrge vahutõhusus. Veelgi enam, gaas vabaneb kiiresti, kaotamata kontrolli. AC ja selle tahked tooted on madala mürgisusega ained. Vahelduvvool on ka üks odavamaid keemilisi puhumisaineid mitte ainult gaasi tootmise efektiivsuse kohta grammi kohta, vaid ka tänu sellele, et gaasi tootmine dollari kohta on üsna odav.

Lisaks ülaltoodud põhjustele saab AC-d laialdaselt kasutada selle lagunemisomaduste tõttu. Vabaneva gaasi temperatuuri ja kiirust saab muuta ning seda saab kohandada temperatuurile 150-200 ° C
Peaaegu kõik reguleerimisalasse kuuluvad eesmärgid. Aktiveerimine või toimeained muudavad keemiliste puhumisainete lagunemisomadusi. Seda probleemi on eespool käsitletud OBSH kasutamisel. Vahelduvvool aktiveerub palju paremini kui ükski teine ​​keemiline puhumisaine. Lisandeid on mitmesuguseid, esiteks võivad metallisoolad vähendada AC lagunemistemperatuuri ja vähenemise aste sõltub peamiselt valitud lisandite tüübist ja kogusest. Lisaks on neil lisanditel ka muid mõjusid, näiteks gaasi eraldumise määra muutmine; või viivituse või induktsiooniperioodi loomine enne lagunemisreaktsiooni algust. Seetõttu saab peaaegu kõiki protsessis olevaid gaasi eraldamise meetodeid kunstlikult kujundada.

AC-osakeste suurus mõjutab ka lagunemisprotsessi. Üldiselt võib öelda, et antud temperatuuril, mida suurem on keskmine osakeste suurus, seda aeglasemalt gaas vabaneb. See nähtus on eriti ilmne aktivaatoritega süsteemides. Sel põhjusel on kaubandusliku vahelduvvoolu osakeste suuruse vahemik 2–20 mikronit või suurem ja kasutaja saab valida oma äranägemise järgi. Paljud protsessorid on välja töötanud oma aktiveerimissüsteemid ja mõned tootjad valivad vahelduvvoolu tootjate pakutavad mitmesugused eelaktiveeritud segud. Stabilisaatoreid on palju, eriti neid, mida kasutatakse polüvinüülkloriidi jaoks, ja teatud pigmendid toimivad vahelduvvoolu aktivaatoritena. Seetõttu peate valemi muutmisel olema ettevaatlik, sest vahelduvvoolu lagunemise omadused võivad vastavalt muutuda.

Tööstuses saadaval oleval vahelduvvoolul on palju paljusid, mitte ainult osakeste suuruse ja aktiveerimissüsteemi, vaid ka voolavuse osas. Näiteks lisaaine lisamine vahelduvvoolule võib suurendada vahelduvvoolupulbri voolavust ja hajuvust. Seda tüüpi vahelduvvool sobib väga hästi PVC plastisooli jaoks. Kuna vahutava aine saab täielikult dispergeerida plastisooli, on see vahtplastist lõpptoote kvaliteedi võtmeküsimus. Lisaks hea voolavusega klasside kasutamisele võib vahelduvvoolu hajutada ka ftalaatides või muudes kandesüsteemides. Seda on sama lihtne käsitseda kui vedelat.


Postituse aeg: 13.-20-2021