Пенообразователь

Вспенивающий агент – это вещество, которое способно создавать ячеистую структуру посредством процесса вспенивания в различных материалах, подвергающихся затвердеванию или фазовому переходу , таких как полимеры , пластмассы и металлы . ^[1] Они обычно применяются, когда выдувной материал находится в жидкой стадии . Ячеистая структура матрицы снижает плотность, повышает тепло- и звукоизоляцию, одновременно увеличивая относительную жесткость исходного полимера.

Порообразователи (также известные как «пневматогены») или связанные с ними механизмы создания отверстий в матрице, производящей клеточные материалы, классифицируются следующим образом:

К физическим вспенивающим агентам относятся ХФУ (однако это вещества, разрушающие озоновый слой, запрещенные Монреальским протоколом 1987 года), ГХФУ (заменившие ХФУ, но все еще являющиеся озоноразрушающими веществами, поэтому их постепенно выводят из употребления), углеводороды (например пентан , изопентан , , циклопентан ) и жидкий СО ₂ . Процесс образования пузырьков/пены является необратимым и эндотермическим, т.е. для улетучивания жидкого пенообразователя требуется тепло (например, от процесса плавления или химического экзотермического эффекта вследствие сшивки). Однако в процессе охлаждения вспенивающий агент конденсируется, что является обратимым процессом. ^[2]^[3]
Химические вспениватели включают изоцианат и воду для полиуретана , азодикарбонамид для винила, гидразин и другие материалы на основе азота для термопластичных и эластомерных пен, а также бикарбонат натрия для термопластических пен. Газообразные продукты и другие побочные продукты образуются в результате химической реакции химического вспенивателя, которой способствует тепло процесса производства пены или экзотермическое тепло реагирующего полимера. Поскольку в результате реакции продувки образуются низкомолекулярные соединения, действующие как продувочный газ, дополнительное экзотермическое выделяется также тепло. Порошкообразный гидрид титана используется в качестве пенообразователя при производстве металлических пен , поскольку он разлагается с образованием газообразного водорода и титана . при повышенных температурах ^[4] гидрид циркония(II) С той же целью используется . После образования низкомолекулярные соединения никогда не вернутся в исходный пенообразователь; реакция необратима.
Смешанные физико-химические пенообразователи используются для производства эластичных пенополиуретанов с очень низкой плотностью. Здесь как химическая, так и физическая продувка используются в тандеме, чтобы уравновесить друг друга по отношению к выделяемой и поглощаемой тепловой энергии, сводя к минимуму повышение температуры. В противном случае чрезмерное экзотермическое тепло из-за высокой загрузки физического вспенивателя может вызвать термическую деградацию проявляющегося термореактивного или полиуретанового материала. Например, чтобы избежать этого в полиуретановых системах, изоцианат и вода (которые реагируют с образованием диоксида углерода ) используются в сочетании с жидким диоксидом углерода (который при кипении переходит в газообразную форму) при производстве эластичных пенополиуретанов очень низкой плотности для матрасов. ^[5]
Механически изготовленные пены и пены включают методы введения пузырьков в жидкие полимеризуемые матрицы (например, невулканизированный эластомер в форме жидкого латекса). Методы включают в себя взбивание воздуха или других газов или низкокипящих летучих жидкостей в решетках с низкой вязкостью, или впрыск газа в цилиндр экструдера или матрицу, или в цилиндры или сопла для литья под давлением, а также обеспечение сдвига/перемешивания шнека. равномерно диспергировать газ с образованием очень мелких пузырьков или раствора газа в расплаве. Когда расплав формуется или экструдируется и деталь находится при атмосферном давлении, газ выходит из раствора, расширяя расплав полимера непосредственно перед затвердеванием. Вспенивание (сродни взбиванию яичных белков для приготовления безе ) также используется для стабилизации вспененных жидких реагентов, например, для предотвращения оседания на вертикальных стенках перед отверждением (т. е. предотвращения разрушения пены и ее скатывания по вертикальной поверхности под действием силы тяжести).
Растворимые наполнители, например, твердые кристаллы хлорида натрия, смешанные с жидкой уретановой системой, из которой затем формируют твердую полимерную часть; хлорид натрия позже вымывается путем погружения твердой формованной части в воду на некоторое время, чтобы оставить небольшие взаимосвязанные части. отверстия в изделиях из полимеров относительно высокой плотности (например, в материалах из синтетической кожи Porvair для верха обуви).
Полые сферы и пористые частицы (например, стеклянные оболочки/сферы, эпоксидные оболочки, оболочки из ПВДХ, летучая зола , вермикулит и другие сетчатые материалы) смешиваются и диспергируются в жидких реагентах, которые затем формируются в твердую полимерную часть, содержащую сеть пустот. .
Вспениватель может влиять на физические и механические свойства натурального каучука.

Ссылки

^ Выпич, Георгий (2017). Справочник пенообразователей и пенообразователей . Торонто. ISBN 978-1-927885-18-5 . OCLC 963394095 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
^ «Пенообразователь – обзор» .
^ Кумаран, МК; Бомберг, Монтана; Маршан, Р.Г.; Аскоу, MR; Креаццо, JA (октябрь 1989 г.). «Метод оценки влияния конденсации пенообразователя на напыляемые пенополиуретаны» . Журнал теплоизоляции . 13 (2): 123–137. дои : 10.1177/109719638901300207 . ISSN 0148-8287 . S2CID 110851023 .
^ Банхарт, Джон (2000). «Маршруты производства металлических пенопластов» . ДЖОМ . 52 (12). Общество минералов, металлов и материалов: 22–27. Бибкод : 2000JOM....52l..22B . дои : 10.1007/s11837-000-0062-8 . S2CID 137735453 . Архивировано из оригинала 1 января 2012 г. Проверено 20 января 2012 г.
^ «Технология CarDio CO ₂ делает шаг вперед» . Архивировано из оригинала 7 мая 2006 г. Проверено 20 января 2012 г.

[1] Выпич, Георгий (2017). Справочник пенообразователей и пенообразователей . Торонто. ISBN 978-1-927885-18-5 . OCLC 963394095 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[2] «Пенообразователь – обзор» .

[3] Кумаран, МК; Бомберг, Монтана; Маршан, Р.Г.; Аскоу, MR; Креаццо, JA (октябрь 1989 г.). «Метод оценки влияния конденсации пенообразователя на напыляемые пенополиуретаны» . Журнал теплоизоляции . 13 (2): 123–137. дои : 10.1177/109719638901300207 . ISSN 0148-8287 . S2CID 110851023 .

[4] Банхарт, Джон (2000). «Маршруты производства металлических пенопластов» . ДЖОМ . 52 (12). Общество минералов, металлов и материалов: 22–27. Бибкод : 2000JOM....52l..22B . дои : 10.1007/s11837-000-0062-8 . S2CID 137735453 . Архивировано из оригинала 1 января 2012 г. Проверено 20 января 2012 г.

[5] «Технология CarDio CO ₂ делает шаг вперед» . Архивировано из оригинала 7 мая 2006 г. Проверено 20 января 2012 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]