發(fā)泡劑
能使塑料具有泡孔結(jié)構(gòu)而加人的助劑稱(chēng)為發(fā)泡劑。發(fā)泡劑可以是固體、液體或氣體。主要可分為物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類(lèi)。
物理發(fā)泡劑
物理發(fā)泡劑(或稱(chēng)為揮發(fā)性發(fā)泡劑)一般是能夠溶于聚合物中的低沸點(diǎn)液體或易升華的固體，在加工過(guò)程中受熱而釋發(fā)出大量氣體使塑料發(fā)泡。在此過(guò)程中只有物理形態(tài)發(fā)生了變化，而投有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。
理想的物理發(fā)泡劑應(yīng)滿足如下條件:
(1)無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染、無(wú)腐蝕和不燃;
(2)與聚合物加工溫度匹配，放出的氣體對(duì)熱和化學(xué)藥品穩(wěn)定;
(3)不影響聚合物的主要性能，與聚合物相溶性好;
(4)相對(duì)分子質(zhì)量小、相對(duì)密度大;
(5)蒸發(fā)速率快，通過(guò)聚合物的擴(kuò)散速率比空氣低;
(6)常溫下蒸氣壓低;
(7)價(jià)廉、來(lái)源廣。
物理發(fā)泡劑主要是脂肪烴、鹵代脂肪烴、低沸點(diǎn)醇、醚、酮和芳香烴等，其中最重要的是脂肪烴和鹵代脂肪烴兩類(lèi)。
脂肪烴常為C5~C7的各種異構(gòu)體，它們價(jià)廉、低毒，但可燃。脂肪烴主要用于聚苯乙烯泡沫塑料。
鹵代脂肪烴包括氯代和氟代兩類(lèi)，是制做難燃泡沫塑料的首選發(fā)泡劉。缺點(diǎn)是有一定毒性。氯代烴主要用于聚苯乙烯和PVC泡沫塑料，如一氯甲烷和二氯甲烷，氯化乙烯是pvc和環(huán)氧泡沫塑料的輔助發(fā)泡劑。氟代烴相比之下性能更優(yōu)，使用更廣.可以用于熱塑性和熱固性泡沫塑料，如聚乙烯、聚笨乙烯、醋酸纖維素、乙丙和苯丙共聚物、硬軟質(zhì)聚氨酯、環(huán)氧、脲醛、酚醛等品種的泡沫制品。
通常，物理發(fā)泡劑較化學(xué)發(fā)泡劑要廉價(jià)得多，但需要專(zhuān)門(mén)的發(fā)泡設(shè)備和輔助設(shè)備、使投資增大。
化學(xué)發(fā)泡劑
化學(xué)發(fā)泡有兩種方法:一種是利用聚合物集體中的組分間發(fā)生反應(yīng)而釋發(fā)出氣體副產(chǎn)物，如聚氨酯泡沫塑料的制備;另一種即采用化學(xué)發(fā)泡劑的方法。化學(xué)發(fā)泡劑是有機(jī)或無(wú)機(jī)的熱敏化合物，在一定溫度下發(fā)生熱分解而放出一種或多種氣體，它們最重耍的兩個(gè)特性是分解溫度和發(fā)氣量。
理想的化學(xué)發(fā)泡劑應(yīng)符合下列條件:
(1)發(fā)泡劑的分解溫度范圍較窄，放出的氣體既快又可控制;
(2)在聚合物中容易分散均勻;
(3)放出的氣體無(wú)腐蝕性。
(4)發(fā)泡劑和殘清均應(yīng)無(wú)毒、無(wú)污染。
(5)發(fā)泡劑殘?jiān)鼰o(wú)色、無(wú)異昧、對(duì)聚合物性能無(wú)明顯影響、不出現(xiàn)噴霜;
(6)發(fā)泡劑分解時(shí)不大量放熱;
(7)發(fā)泡劑不影響硫化或熔融速率;
(8)貯藏時(shí)性能穩(wěn)定;
(9)價(jià)廉。
化學(xué)發(fā)泡劑通常分為無(wú)機(jī)發(fā)泡劑和有機(jī)發(fā)泡劑兩類(lèi)。
(1)無(wú)機(jī)發(fā)泡劑 無(wú)機(jī)發(fā)泡劑主要用于像膠工業(yè)，在塑料工業(yè)中便用很少，它們主要包括碳酸銨、碳酸氫銨等。碳酸氫鈉、亞硝酸銨、硼氯化鉀、鎘氯化鈉和過(guò)氧化氫等。無(wú)機(jī)發(fā)泡劑價(jià)廉，但發(fā)氣量和使用方便性能均不及有機(jī)發(fā)泡劑。
(2)有機(jī)發(fā)泡劑 有機(jī)發(fā)泡劑是目前使用最廣的發(fā)泡劑，其主要優(yōu)點(diǎn)為:
1)在聚合物中分散性好;
2)分解溫度范困窄且可以控制;
3)分解氣體主要為氮?dú)?，因而不易被液化、不燃不爆、擴(kuò)散速度小，不容易從泡孔中逃逸，故發(fā)泡效率高。
有機(jī)發(fā)泡劑存在的主要問(wèn)題如下:
(1)通常會(huì)有70%~80%的發(fā)泡劑殘?jiān)z留在聚合物內(nèi)，有可能產(chǎn)生異昧和噴霜;
(2)發(fā)泡劑分解放出的熱量有可能造成發(fā)泡制品內(nèi)部性能變劣，厚壁制作尤為突出;
(3)大多是易燃物，熱分解溫度低，貯運(yùn)和使用時(shí)應(yīng)注意防火和高溫。
