發泡劑就是使對(duì)象物質成(chéng)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類。化(huà)學發泡劑是那些經加熱分解後能釋放(fàng)出二氧化碳(tàn)和(hé)氮氣等氣體,並在聚合物組成中形成細孔(kǒng)的化合物;物(wù)理發泡劑就是泡(pào)沫細孔是通過某一種物質的物理(lǐ)形態的變化,即通(tōng)過壓縮氣體的膨脹、液體的揮發(fā)或固體的溶(róng)解而形成的;發泡(pào)劑均具有較高的表麵活性,能有(yǒu)效降低液體的表麵張力,並在液膜表麵雙電子層排列而包圍空氣,形成氣泡,再由單個氣泡組成泡沫。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(yào)有以下幾類:偶氮化合物、磺酰(xiān)肼(jǐng)類化合物、亞(yà)硝基化合物。
無機發泡劑主要(yào)有(yǒu)以下類別(bié):
碳酸鹽:主要是碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸氫鈉(nà)。其中碳酸氫(qīng)鈉是白(bái)色(sè)粉末,比(bǐ)重2.16。分解(jiě)溫度約為(wéi)100-140℃,並放出部分CO2,到270℃時失去全部CO2。
水玻(bō)璃(lí):即矽酸鈉(nà),與玻璃粉料混合並加熱到850℃左右時,與玻璃反應並放出大量氣體(tǐ),同時能(néng)加強材料抗壓(yā)和抗拉強度(dù),主要作(zuò)為製備(bèi)泡沫玻璃的發泡劑使用(yòng)。
碳化矽:當前泡沫玻璃工業生產中所使用的主要發泡劑,800-900℃燒結時放出大量氣(qì)體。
碳黑:也是一種非常好用的發泡劑,加熱放出CO2,發泡效果好,但缺點是價格較高。
常用(yòng)的物理發泡劑有低沸點的烷烴和氟碳化合物。物理發泡劑是複配型物理發泡劑,具有發泡倍數高、泡沫穩定性好、泌水(shuǐ)量低等優點。物理發泡劑已廣泛應用於防(fáng)火(huǒ)板、輕質隔牆板等發泡菱鎂製品的生產,並(bìng)且在某(mǒu)些(xiē)產品中(zhōng)具有事關成敗(bài)的關鍵性作用。
活性劑
陰離(lí)子表麵活性(xìng)劑水溶液在機(jī)械作用力引入空氣的情(qíng)況下(xià),產生大量泡沫,在紙麵石膏板、發泡混凝土領域大量應用。發泡劑的實質就(jiù)是它的表麵活性作用。沒有表麵活性作用(yòng),就不能發泡,也就(jiù)不能(néng)成為(wéi)發泡劑,表麵活性是發(fā)泡的核心。
常用的表麵活性劑類(lèi)發泡劑有:十(shí)二烷基硫酸鈉(K12)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)、鬆香皂(zào)類發泡劑、動植(zhí)物蛋白類發泡劑、紙漿廢液等。
發泡劑選擇要點
有機發泡(pào)劑存在的問題是:(1)、發氣量(liàng)小,一般僅是無機發泡發泡劑的15%-30%,殘渣量大,其(qí)中包括水(shuǐ)和揮發性物質(zhì),有時(shí)會有臭味和表麵噴霜;(2)、發泡的分解發熱(rè)量大,難以(yǐ)去除,尤其在製品壁厚度大的情況下,會使內部塑料(liào)過熱而分解,降低性能;(3)、發泡劑幾(jǐ)乎都是(shì)易燃品,分解溫度低,儲存和使用均應小心。
在塑料中(zhōng)加入一些(xiē)填料,就可使塑料某些性能得到(dào)改進,由此更適(shì)合於某些專門用途。為(wéi)了降低塑料的密度和硬度,或者增強(qiáng)它的隔熱性或隔音性,則最理想的填料就是空隙。含有空隙或泡孔的塑料,分類為泡沫塑料(liào)。隨著(zhe)發(fā)泡的程度,也就是空隙造成的泡沫的體積份額的差異,泡沫塑料的性能與基礎塑料可(kě)能有(yǒu)相當大的差別。發泡(pào)劑是一(yī)種化學品,可加到塑料中,在加工(gōng)過(guò)程(chéng)的適當時間,它即會放出氣(qì)體,使塑料中形成泡孔(kǒng)。
塑料泡沫的形成一般可分為四個階段(duàn)。第一階段,發泡劑必須(xū)完全均勻地分散在聚合物內,聚合物通常呈液體或(huò)熔融態。發泡劑此時在聚合物中可以(yǐ)形成真正(zhèng)的溶(róng)液,或(huò)者僅僅是均勻地分散(sàn)在聚合(hé)物中(zhōng),形成二相係統(tǒng)。
第二階段,大量單個的氣泡形成後,該係統即轉變成(chéng)一個氣體分散在液體中的係統了。此時往往要加入核化劑(jì),以促進大量小氣泡形成。核化劑一般是極細的惰(duò)性顆粒,它們為新(xīn)氣相的形成提供部位。
第三階(jiē)段,最(zuì)初形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(rù)了泡孔。如(rú)果這段時間夠長,則單個的泡孔就將互相接觸。假如(rú)隔開單個泡孔的壁破裂,那(nà)麽(me),通過這種聚結方式,就會形成更大些的泡孔。如果主要(yào)是通過泡(pào)孔(kǒng)互連而形成的泡沫,則稱之為開孔式泡(pào)沫。如果是由互不相連的泡孔(kǒng)形成(chéng)的泡沫,就叫閉孔式泡沫。如果允許(xǔ)泡孔聚結無限製地進行(háng)下去,那麽(me)泡沫就會塌陷,這是因為氣(qì)體全部自動地與聚合物分離開(kāi)了。
第四階段,當聚合物粘度增加,泡孔不能再增(zēng)長時,泡沫就會穩定住(zhù)。采用(yòng)冷卻、交聯或其它方法都可以增加聚合物(wù)粘度。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(zhǎng)也(yě)不會超過幾秒鍾。泡沫的形成,要求聚合物呈液態(tài)。為此,可通過加熱溶解或塑化聚合物。泡沫塑料的生產過程幾乎與任何(hé)普通塑料生產過程一(yī)樣,通常經過(guò)擠塑、滾塑和注塑,以及增塑糊加工和熱成(chéng)型等過程(chéng)。出(chū)於同樣原因,基(jī)本上任何(hé)種類的塑料都能製成泡沫(mò)塑(sù)料(liào)。聚氯乙(yǐ)烯(硬質和軟質都可)、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS和聚乙(yǐ)烯(xī),都已工業規模地製成泡沫塑料。耐熱(rè)工程塑料和熱固性聚合物也是(shì)如此。
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