發泡劑就是使對象物質成孔的物質,它可分為化學發泡劑和物理發泡劑和表麵活性劑三大(dà)類。化學發泡劑是那些經加熱分解後能釋放出二氧化碳和氮氣等氣體,並在(zài)聚合物組成中形成細孔的化合物;物理發泡劑就是泡沫細孔是通過某一種物質的物理形態的變(biàn)化,即通過壓縮氣體的膨(péng)脹、液體的揮發或固體的溶解而形成的;發泡劑均具(jù)有較高的表麵活性,能有(yǒu)效降低液體的表麵(miàn)張(zhāng)力,並(bìng)在液(yè)膜表麵雙電子層排列而包(bāo)圍空氣,形成氣泡,再由單個氣(qì)泡組成泡(pào)沫。化學發泡劑又有無機發泡劑和有機發泡劑之分。
有機發泡劑主要有以(yǐ)下幾類:偶氮化合物、磺(huáng)酰肼類化(huà)合物、亞硝基化合物。
無機發泡劑主要有以下類別:
碳酸鹽:主要是碳(tàn)酸鈣、碳酸鎂、碳酸氫鈉。其中碳酸氫鈉是白色粉末,比重(chóng)2.16。分解(jiě)溫度約為(wéi)100-140℃,並放出部分CO2,到270℃時失去(qù)全部CO2。
水玻璃:即矽酸鈉,與玻璃粉料混(hún)合並加熱到(dào)850℃左右時,與玻璃(lí)反應並放出大量氣體,同時能加強材料抗壓和抗拉強度,主要(yào)作為製(zhì)備泡沫玻璃的發泡劑使用。
碳(tàn)化矽:當前泡沫玻璃工業生(shēng)產中所使用的主要發泡劑,800-900℃燒(shāo)結(jié)時放出大量氣體。
碳(tàn)黑:也是(shì)一種非常好用的發(fā)泡劑,加熱放出CO2,發泡效果好,但缺點是(shì)價格較高。
常用的物理發泡劑有低沸(fèi)點的烷烴和氟碳化合物。物理發(fā)泡劑是複(fù)配型物理發泡劑,具有發泡倍(bèi)數高、泡沫穩定(dìng)性好、泌水量低等優點(diǎn)。物理發泡劑已廣泛應用於防(fáng)火板、輕質隔牆板等發泡菱鎂製品的(de)生產,並且在某些產品中具有(yǒu)事關成敗的關鍵性作用。
活性劑
陰離子表麵活(huó)性劑水溶液在機械作用力引入空氣的情況下,產生大量泡沫,在紙麵石膏板、發(fā)泡混凝土領域大量應(yīng)用(yòng)。發泡劑的(de)實質就是它的表麵(miàn)活性作用。沒有表麵(miàn)活性作用,就不能發泡,也就不能(néng)成為發泡劑,表麵活性是發泡的核心。
常用的表麵活性劑類發泡劑有:十二烷基硫酸鈉(K12)、脂(zhī)肪醇聚氧(yǎng)乙烯醚硫酸鈉(AES)、鬆香皂類發泡劑、動植物蛋白類發泡劑、紙漿廢液(yè)等。
發泡劑選擇要點
有機發泡劑存在(zài)的問(wèn)題是:(1)、發氣(qì)量小,一般僅是無機發(fā)泡發泡劑的15%-30%,殘渣量大,其中包括水和揮發性物質,有時會有臭(chòu)味和表麵噴霜;(2)、發泡的分解發(fā)熱量大,難以去除,尤其在製品壁厚度大的情況下,會使內部塑料過熱而分解,降低性能;(3)、發泡劑幾乎都(dōu)是易(yì)燃品,分(fèn)解溫度低,儲存和使用均應(yīng)小(xiǎo)心。
在塑料中加入一些填料,就可使塑(sù)料某些性能得到(dào)改進,由此更適合於某些(xiē)專門用途。為了降低塑(sù)料的密(mì)度和硬度,或者增強它(tā)的隔熱性或隔音(yīn)性,則最理想的填料就是空隙。含(hán)有空隙或泡孔的塑料,分(fèn)類為泡沫塑料(liào)。隨著發泡(pào)的程度,也就是空隙造成的泡沫的體積(jī)份額的差異,泡沫塑料的性能與基礎塑料可能有相當大的差別。發泡劑是一種化學品,可加到塑料中,在加工過程的適當時間,它即會放出氣體,使塑(sù)料中形成泡孔。
塑料泡沫的(de)形成一般可(kě)分(fèn)為四個階段。第一階段,發泡劑必須完全均勻地分(fèn)散在聚合物內,聚合物通常呈液(yè)體或熔融態。發泡劑此時在聚合(hé)物中可以形成真正的溶液,或者(zhě)僅僅是均勻地分散(sàn)在聚合物中(zhōng),形成二相係統。
第二階段,大(dà)量單(dān)個的氣泡形成後,該係統即轉變成一個氣體分散在液體中的係統了。此時往往要加(jiā)入核化劑,以促進大量小氣泡形成。核化劑一(yī)般是極細的惰(duò)性顆粒,它們為新氣相的形成提供部位。
第(dì)三階段,最初形(xíng)成的泡孔在不斷漲大,這是因為有更多的氣體擴散並透過聚合物進入了泡孔(kǒng)。如果這段時間夠長,則單個(gè)的泡孔就將互相接觸(chù)。假如隔開單個泡孔的壁破裂,那麽,通過這種(zhǒng)聚結方式,就會形成更大些的泡孔。如果(guǒ)主要是通(tōng)過泡(pào)孔互連而(ér)形成的泡沫,則稱(chēng)之為開(kāi)孔式泡沫。如(rú)果是由互不相連的泡孔形成的泡沫,就叫閉孔式泡沫。如果(guǒ)允許泡孔聚結(jié)無限製地進行下去,那(nà)麽(me)泡沫就會塌陷,這是因為氣體全部自(zì)動地與聚合物分離開了(le)。
第四階(jiē)段,當聚合(hé)物粘度增加,泡孔不能再增長時,泡沫就會穩定住。采用(yòng)冷卻、交聯或其(qí)它方法(fǎ)都可以增(zēng)加(jiā)聚合物粘(zhān)度。發泡過程的後三個階段,從時間來看,則可短至(zhì)幾分之一秒,最長也不會超過幾(jǐ)秒鍾。泡沫(mò)的形成,要求聚合物呈液態。為此(cǐ),可通過加熱溶解或塑化聚合物(wù)。泡(pào)沫塑料(liào)的生產過(guò)程幾乎與任何普通塑料生產過程一樣(yàng),通常經過擠塑、滾塑和注塑,以(yǐ)及增塑糊加工和熱成型等過程。出於同(tóng)樣原因,基本上任(rèn)何種(zhǒng)類的塑料都能製成泡沫塑料。聚氯乙烯(硬質和軟質都可)、聚(jù)苯乙烯、聚丙烯(xī)、ABS和聚乙(yǐ)烯,都已工業規模地製成泡沫塑料。耐熱工程塑料和熱固性(xìng)聚合物也(yě)是(shì)如此(cǐ)。
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