Пенообразователь

пенобетон

Пенообразователь представляет собой вещество, способное продуцировать клеточную структуру посредством вспенивания процесса в различных материалах, которые подвергаются упрочнению или фазового перехода, таких как полимеры, пластмасса и металлы. Они обычно применяются, когда выдуваемый материал находится в жидкой фазе. Ячеистая структура в матрице уменьшает плотность, увеличивая тепловую и акустическую изоляцию, одновременно увеличивая относительную жесткость исходного полимера.

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

Физические пенообразователи, например ХФУ (однако, это озоноразрушающие вещества, которые запрещены Монреальским протоколом 1987 г.), ГХФУ (заменили ХФУ, но все еще оставались озоноразрушающими веществами, поэтому они постепенно прекращались), углеводороды (например, пентан, изопентан, циклопентан), жидкий СО 2. Процесс пузырька / вспенивания является необратимым и эндотермическим, т. е. ему требуется тепло, чтобы улетучивать жидкий вспенивающий агент. Однако при охлаждении вспенивающий агент будет конденсироваться, т.е. будет происходить обратимый процесс.

Химические вспенивающие агенты включают изоцианат и воду для полиуретана, азодикарбонамид для винила, гидразина и других материалов на основе азота для термопластичных и эластомерных пенопластов, бикарбонат натрия для термопластичных пенопластов.

Газообразные продукты и другие побочные продукты образуются путем химической реакции химического вспенивающего агента, способствуемого теплотой процесса получения пены или экзотермической теплоты реагирующего полимера. Поскольку происходит реакция выдувания с образованием низкомолекулярных соединений, действующих в качестве выдувного газа, также выделяется дополнительное экзотермическое тепло.

Порошкообразный гидрид титана используется в качестве пенообразователя в производстве металлических пенопластов, поскольку он разлагается с образованием газообразного водорода и титана при повышенных температурах. Гидрид циркония (II) используется для этой же цели. После образования низкомолекулярные соединения никогда не возвращаются к исходному вспенивающему агенту; реакция необратима.

Смешанные физико-химические вспенивающие агенты используются для производства гибких пенополиуретанов с очень низкой плотностью. Здесь и химическое, и физическое продувание используются в тандеме, чтобы уравновесить друг друга по отношению к тепловой энергии, выделяемой и поглощенной, минимизируя повышение температуры.

В противном случае чрезмерное экзотермическое тепло из-за высокой загрузки физического вспенивающего агента может вызвать термическое разложение проявляющегося термореактивного материала или полиуретана.

Например, чтобы избежать этого в полиуретановых системах, изоцианат и вода (реагирующие с образованием диоксида углерода) используются в сочетании с жидким диоксидом углерода (кипящем для получения газообразной формы) при производстве гибких пенополиуретанов малой плотности для матрацев.

Функция пенообразователя

пеноблоки

Предпосылками для использования вспенивающих агентов являются подходящее технологическое оборудование с функциональными дозирующими устройствами, подходящими для обрабатываемого полимера. Полученные газы диспергируются в полимерном расплаве вращением шнека экструдера.

Интенсивность этого процесса физического смешения зависит от выхода газа вспенивающего агента, газовой «растворимости» используемого полимера, температуры полимерного расплава, отношения L / D шнека экструдера и других параметров обработки.

К ним относятся скорость впрыска, противодавление, удерживающее давление и т. д. Качество поверхности, заполнение плесени и уменьшение плотности напрямую связаны со свойствами отвода газа. Как только газированная полимерная масса вводится в форму, газ выходит из спонтанно, оставляя структуру пены стабилизируемой при охлаждении инструмента.

Использование пенообразователя

пенобетон

Для достижения конкретных свойств и улучшения качества, пенообразователи используются по следующим причинам:

  • Достижение оптических эффектов (деревянная конструкция);
  • Уменьшение плотности (снижение веса и затрат);
  • Уменьшение усадки, деформации;
  • Улучшение свойств потока для получения более быстрого заполнения формы;
  • Лучшая технологическая способность отделочных пластиковых деталей (сверление, крепление и т. д.);
  • Повышение жесткости более крупных деталей;
  • Влияние на свойства изоляции;
  • Уменьшение метки стоков.