El principio y las características de los agentes espumantes químicos.

Agentes espumantes químicos Los agentes espumantes químicos también se pueden dividir en dos tipos principales: productos químicos orgánicos y productos químicos inorgánicos. Hay muchos tipos de agentes de expansión químicos orgánicos, mientras que los agentes de expansión químicos inorgánicos son limitados. Los primeros agentes de expansión químicos (alrededor de 1850) fueron carbonatos y bicarbonatos inorgánicos simples. Estos químicos emiten CO2 cuando se calientan y eventualmente son reemplazados por una mezcla de bicarbonato y ácido cítrico porque este último tiene un efecto pronóstico mucho mejor. Los agentes espumantes inorgánicos más excelentes de la actualidad tienen básicamente el mismo mecanismo químico que el anterior. Son policarbonatos (el original es Policarbonato
ácidos) mezclados con carbonatos.

La descomposición del policarbonato es una reacción endotérmica, a 320 ° F
Se pueden liberar alrededor de 100 cc por gramo de ácido. Cuando el CO2 izquierdo y derecho se calienta más a unos 390 ° F, se liberará más gas. La naturaleza endotérmica de esta reacción de descomposición puede traer algunos beneficios, porque la disipación de calor durante el proceso de formación de espuma es un gran problema. Además de ser una fuente de gas para la formación de espuma, estas sustancias se utilizan a menudo como agentes nucleantes para agentes espumantes físicos. Se cree que las células iniciales formadas cuando el agente de expansión químico se descompone proporcionan un lugar para la migración del gas emitido por el agente de expansión físico.

A diferencia de los agentes espumantes inorgánicos, hay muchos tipos de agentes espumantes químicos orgánicos para elegir y sus formas físicas también son diferentes. En los últimos años, se han evaluado cientos de productos químicos orgánicos que pueden usarse como agentes espumantes. También se utilizan muchos criterios para juzgar. Los más importantes son: en las condiciones de velocidad controlable y temperatura predecible, la cantidad de gas liberado no solo es grande, sino también reproducible; los gases y sólidos producidos por la reacción no son tóxicos y son buenos para la polimerización en espuma. Los objetos no deben tener efectos adversos, como color o mal olor; finalmente, hay una cuestión de costes, que también es un criterio muy importante. Los agentes espumantes que se utilizan actualmente en la industria son los que más se ajustan a estos criterios.

El agente espumante de baja temperatura se selecciona entre muchos agentes espumantes químicos disponibles. El principal problema a considerar es que la temperatura de descomposición del agente espumante debe ser compatible con la temperatura de procesamiento del plástico. Se han aceptado ampliamente dos agentes de soplado químicos orgánicos para cloruro de polivinilo de baja temperatura, polietileno de baja densidad y ciertas resinas epoxi. El primero es toluenosulfonilhidrazida (TSH). Este es un polvo de color amarillo cremoso con una temperatura de descomposición de aproximadamente 110 ° C. Cada gramo produce aproximadamente 115 cc de nitrógeno y algo de humedad. El segundo tipo son las costillas de bis (bencenosulfonilo) oxidadas u OBSH. Este agente espumante puede usarse más comúnmente en aplicaciones de baja temperatura. Este material es un polvo fino de color blanco y su temperatura de descomposición normal es de 150 ° C. Si se usa un activador como urea o trietanolamina, esta temperatura se puede reducir a aproximadamente 130 ° C. Cada gramo puede emitir 125 cc de gas, principalmente nitrógeno. El producto sólido después de la descomposición de OBSH es un polímero. Si se usa junto con TSH, puede reducir el olor.

Agente espumante de alta temperatura Para plásticos de alta temperatura, como ABS resistente al calor, cloruro de polivinilo rígido, algunos polipropileno de bajo índice de fusión y plásticos de ingeniería, como policarbonato y nailon, compare el uso de agentes de soplado con temperaturas de descomposición más altas Adecuado. La toluenosulfonaftalamida (TSS o TSSC) es un polvo blanco muy fino con una temperatura de descomposición de aproximadamente 220 ° C y una producción de gas de 140 cc por gramo. Es principalmente una mezcla de nitrógeno y CO2, con una pequeña cantidad de CO y amoníaco. Este agente de expansión se usa comúnmente en polipropileno y ciertos ABS. Pero debido a su temperatura de descomposición, su aplicación en policarbonato es limitada. Otro tetrazol (5-PT) a base de agente de soplado de alta temperatura se ha utilizado con éxito en el policarbonato. Comienza a descomponerse lentamente a aproximadamente 215 ° C, pero la producción de gas no es grande. No se liberará una gran cantidad de gas hasta que la temperatura alcance los 240-250 ° C, y este rango de temperatura es muy adecuado para el procesamiento de policarbonato. La producción de gas es aproximadamente
175cc / g, principalmente nitrógeno. Además, se están desarrollando algunos derivados de tetrazol. Tienen una temperatura de descomposición más alta y emiten más gas que el 5-PT.

La temperatura de procesamiento de la mayoría de los principales termoplásticos industriales de azodicarbonato es la descrita anteriormente. El rango de temperatura de procesamiento de la mayoría de los termoplásticos de poliolefina, cloruro de polivinilo y estireno es de 150-210 ° C
. Para este tipo de plástico, existe un tipo de agente de expansión de uso confiable, es decir, azodicarbonato, también conocido como azodicarbonamida, o ADC o AC para abreviar. En su estado puro, es un polvo amarillo / naranja a unos 200 ° C.
Comienzan a descomponerse y la cantidad de gas producido durante la descomposición es
220cc / g, el gas producido es principalmente nitrógeno y CO, con una pequeña cantidad de CO2, y también contiene amoniaco en determinadas condiciones. El producto de descomposición sólido es beige. No solo se puede utilizar como indicador de una descomposición completa, sino que tampoco tiene ningún efecto adverso sobre el color del plástico espumado.

El AC se ha convertido en un agente espumante de espuma ampliamente utilizado por varias razones. En términos de producción de gas, la CA es uno de los agentes espumantes más efectivos y el gas que libera tiene una alta eficiencia de formación de espuma. Además, el gas se libera rápidamente sin perder el control. AC y sus productos sólidos son sustancias poco tóxicas. AC es también uno de los agentes espumantes químicos más baratos, no solo por la eficiencia de producción de gas por gramo, sino también por la producción de gas por dólar que es bastante barato.

Además de las razones anteriores, el AC se puede usar ampliamente debido a sus características de descomposición. La temperatura y la velocidad del gas liberado se pueden cambiar y se puede adaptar a 150-200 ° C
Casi todos los propósitos dentro del alcance. Los aditivos de activación o acción cambian las características de descomposición de los agentes de expansión químicos, este problema se ha discutido en el uso de OBSH anteriormente. AC se activa mucho mejor que cualquier otro agente químico de expansión. Hay una variedad de aditivos, en primer lugar, las sales metálicas pueden reducir la temperatura de descomposición de CA, y el grado de disminución depende principalmente del tipo y la cantidad de aditivos seleccionados. Además, estos aditivos también tienen otros efectos, como cambiar la tasa de liberación de gas; o creando un período de retraso o inducción antes de que comience la reacción de descomposición. Por lo tanto, casi todos los métodos de liberación de gas en el proceso pueden diseñarse artificialmente.

El tamaño de las partículas de CA también afecta el proceso de descomposición. En términos generales, a una temperatura dada, cuanto mayor es el tamaño medio de partícula, más lenta es la liberación de gas. Este fenómeno es particularmente evidente en sistemas con activadores. Por esta razón, el rango de tamaño de partícula de CA comercial es de 2 a 20 micrones o más, y el usuario puede elegir a voluntad. Muchos procesadores han desarrollado sus propios sistemas de activación y algunos fabricantes eligen varias mezclas preactivadas proporcionadas por los fabricantes de CA. Hay muchos estabilizadores, especialmente los que se usan para el cloruro de polivinilo, y ciertos pigmentos actuarán como activadores de AC. Por lo tanto, debe tener cuidado al cambiar la fórmula, porque las características de descomposición del AC pueden cambiar en consecuencia.

El CA disponible en la industria tiene muchos grados, no solo en términos de tamaño de partícula y sistema de activación, sino también en términos de fluidez. Por ejemplo, agregar un aditivo a AC puede aumentar la fluidez y la dispersabilidad del polvo de AC. Este tipo de aire acondicionado es muy adecuado para PVC plastisol. Debido a que el agente espumante se puede dispersar completamente en el plastisol, este es un tema clave para la calidad del producto final de plástico espumado. Además de utilizar grados con buena fluidez, el AC también se puede dispersar en ftalatos u otros sistemas portadores. Será tan fácil de manejar como líquido.


Hora de publicación: Jan-13-2021