發泡劑就是使對(duì)象物質(zhì)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類。化學發泡劑是那些經加熱分解後能釋放出(chū)二氧化(huà)碳和氮氣等氣體,並在聚合物組成中形成細孔的化合物;物(wù)理發泡劑就是(shì)泡沫細(xì)孔是通過某一種(zhǒng)物質(zhì)的物理形態的變化,即通過壓縮氣體的膨脹、液體的揮發或固體的(de)溶解而形成的(de);發泡劑均具有較高(gāo)的(de)表麵活性(xìng),能有(yǒu)效(xiào)降低液(yè)體的表麵張力,並在液膜表麵雙電子層排(pái)列而包圍空氣,形成氣(qì)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(zhī)分。
有機發泡劑主要有以下幾類(lèi):偶氮化合物、磺酰肼類化合物、亞硝基化合物。
無機(jī)發泡劑主要有以下(xià)類別:
碳酸鹽:主要是碳酸(suān)鈣(gài)、碳酸鎂、碳酸氫鈉。其中碳酸氫鈉是白色粉末,比重2.16。分解溫度約為100-140℃,並放出部分CO2,到270℃時失去全部(bù)CO2。
水玻璃:即矽酸鈉(nà),與玻璃粉料混合並加熱到(dào)850℃左右時,與玻璃反應並放出大量氣(qì)體,同時能加強材料抗(kàng)壓和抗拉強度,主要(yào)作為製(zhì)備泡沫(mò)玻璃的發泡劑使用。
碳化矽:當前泡(pào)沫玻璃工業生(shēng)產中所使用(yòng)的主要發泡劑(jì),800-900℃燒結時(shí)放出大量氣體。
碳(tàn)黑:也是一種(zhǒng)非常好用的發泡劑,加熱放出CO2,發泡效果(guǒ)好,但缺點(diǎn)是價格較高。
常(cháng)用的物理發泡劑有低沸點的烷烴和氟碳化合物。物(wù)理發泡劑是複配型物理發泡劑,具有發泡(pào)倍數高、泡沫穩定性好、泌水量(liàng)低等(děng)優點。物理發泡劑已廣(guǎng)泛應用於防火(huǒ)板、輕質隔牆板等發泡菱鎂製品的生產,並且在某些產品中具有事關成敗的(de)關鍵性(xìng)作(zuò)用。
活性劑
陰離(lí)子(zǐ)表麵活性劑水溶液在機械(xiè)作用力(lì)引入空氣的(de)情況下,產生大量泡沫,在紙麵石膏板(bǎn)、發泡混凝土領域大量應用。發泡(pào)劑的實質就是它的(de)表麵活性作用。沒有表麵活性作用,就不能發泡,也就(jiù)不能成為發泡劑,表麵活性是發泡的核心。
常用的表(biǎo)麵(miàn)活(huó)性劑類發泡劑有:十二烷基硫酸鈉(K12)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)、鬆香(xiāng)皂類發泡劑、動植物蛋白類發泡(pào)劑、紙漿廢(fèi)液等。
發(fā)泡劑選擇要點
有機(jī)發泡劑存在的問(wèn)題是:(1)、發氣量小,一般僅是無機發泡發泡劑的15%-30%,殘(cán)渣量大,其中包括水和揮(huī)發性物質,有時會有臭味(wèi)和表麵噴霜;(2)、發泡的分解(jiě)發熱量(liàng)大,難以去除(chú),尤其在製(zhì)品壁厚度大的情況下,會使內部塑(sù)料過熱而分解,降低性能;(3)、發(fā)泡劑幾乎(hū)都是易燃品,分解溫度低,儲存和使用均應小心。
在塑料中加入一些填料,就可使塑料(liào)某些性能得到改進,由此(cǐ)更適(shì)合於某些專門用途(tú)。為了降低塑(sù)料的密度和硬度,或者增強它的隔熱性或隔音性,則(zé)最理想(xiǎng)的(de)填(tián)料就是空隙(xì)。含有空隙或泡孔(kǒng)的(de)塑料,分類為泡沫塑料。隨(suí)著發泡的程度,也就是空隙造(zào)成的泡沫的體積份額(é)的差異,泡沫塑料的性(xìng)能(néng)與基礎塑料可能有相當大的差別。發泡劑是一種化學品,可(kě)加到(dào)塑料中,在加(jiā)工過程的適當時間,它即會放出氣體,使塑料中形成泡(pào)孔。
塑(sù)料泡沫的形成一般可(kě)分為四個(gè)階段。第一階段,發泡劑必須完全均勻地分散在聚合物(wù)內,聚合物通常呈液體(tǐ)或熔融態。發泡劑此時(shí)在聚合物中可以形成真正的溶液,或者僅僅是均勻地分散在聚合物中,形成二相係統。
第二階段,大量(liàng)單個(gè)的氣泡形成後,該係統即轉(zhuǎn)變成一個氣(qì)體分散在液體中的係(xì)統了。此時往往要加入核化劑,以促進大量小氣泡形成。核化劑一(yī)般是極細的惰性顆粒,它們為新氣相的形成提供部位。
第三(sān)階段(duàn),最(zuì)初形成的(de)泡孔在不斷漲(zhǎng)大,這是因為有更多(duō)的氣體擴散並透過(guò)聚合物進入了(le)泡孔。如果(guǒ)這段時間夠長,則單個的泡孔就將互相接(jiē)觸(chù)。假如隔開單個泡孔(kǒng)的(de)壁破裂,那麽,通(tōng)過這種聚結方(fāng)式(shì),就會形成更大些的泡孔。如(rú)果主要是(shì)通過泡孔互(hù)連而形成的泡沫(mò),則稱之為開孔式泡沫。如果是由互不相(xiàng)連的(de)泡孔形成的泡沫,就叫閉孔式泡沫。如果允許泡孔聚結無限製地進行下去,那麽(me)泡沫(mò)就會塌陷,這是因為氣體全部(bù)自動(dòng)地與聚合物分離開了。
第四階段,當聚合物粘度增加,泡孔不(bú)能再增長時,泡沫就會穩定住。采(cǎi)用冷卻、交聯或其它方法都可以增加聚合物粘度。發泡過程的後三個階段,從時間來看,則可(kě)短至幾分之(zhī)一秒,最長也(yě)不會超過幾秒鍾。泡沫的形成,要求聚合物呈液態。為此,可通過加熱溶解(jiě)或(huò)塑化聚合物。泡(pào)沫塑料的生(shēng)產過(guò)程幾乎與任何普通塑料生產過程一樣,通常經過擠塑、滾塑和注塑,以及增塑糊加工和熱成型等過程。出於(yú)同樣原因,基本上任何種(zhǒng)類的塑料都能製成泡沫塑料。聚氯乙烯(硬質和軟質都可)、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS和聚乙(yǐ)烯,都已工業規模(mó)地製成泡(pào)沫塑料。耐熱工程塑料和熱固性聚(jù)合物也是如此。
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