Agente de sopro físico (engenharia de produtos plásticos

Agente de sopro físico

O agente físico de sopro é principalmente através da mudança do estado físico do agente de sopro para formar o orifício da bolha no plástico.

O agente de sopro físico ideal deve ter as seguintes condições:

① inerte, não tóxico;

② Compatível com resina;

③ A taxa de difusão na matriz de resina é pequena;

④ Quando a reação da resina emite calor ou quando colocado em aquecimento externo deve ser fácil de volatilizar.

Geralmente, agentes de sopro físicos são divididos em três categorias: (1) gás comprimido; ② sólido solúvel; ③ Líquido volátil com ponto de ebulição abaixo de 0 ℃.

No processo, quando a pressão é eliminada, o gás comprimido se expande ou o líquido é expandido por evaporação do calor ou a substância sólida solúvel dissolvida sublimata para produzir um gás.

There are many types of physical blowing agents, such as aliphatic hydrocarbons containing 5 to 7 carbons, chlorofluorocarbons, chlorofluorocarbons and carbon dioxide gases, since the 1950s, fluoro-trichloromethane (CFC-11) as the preferred foaming agent of polyurethane is widely used, Devido ao seu efeito destrutivo na camada atmosférica de ozônio, a fim de proteger o ambiente ecológico da Terra, é necessário proibir o uso de compostos CFCs. Ao longo dos anos em casa e no exterior, procuraram e desenvolvem os produtos alternativos ideais, agente alternativo de sopro, além de considerar a natureza do próprio agente que sopra, geralmente também precisa de poliéter, agente espumante, catalisador e outras matérias -primas para apropriado Ajuste e melhoria, de modo que o sistema de fórmula para obter otimização, de modo que a chave para o agente de sopro físico reside no desenvolvimento e aplicação de produtos alternativos. Até agora, existem principalmente quatro alternativas ao agente de sopro CFC-11.

(1) Agente de sopro de dióxido de carbono

Existem dois tipos de agentes de sopro de dióxido de carbono, um é a reação do isocianato e da água para produzir dióxido de carbono (espuma de água) como agente de sopro, e o outro é dióxido de carbono líquido. Comparado com o CFC-11, a vantagem da espuma de água é que ODP de dióxido de carbono (valor de perda de ozônio) é zero, não tóxico, seguro, sem problemas de reciclagem, sem necessidade de investir na atualização de equipamentos de espuma; A desvantagem é que a viscosidade dos componentes de poliol é maior no processo de espuma, a pressão de espuma e a temperatura da espuma são mais altas e a adesão entre espuma e o substrato é ruim, especialmente a condutividade térmica dos produtos de espuma dura é alta. Como o dióxido de carbono se difunde mais rapidamente do orifício da bolha, e o ar entra no orifício da bolha lentamente, afetando assim a estabilidade dimensional da espuma, embora possa ser melhorada por modificação, ainda não é tão bom quanto o material de espuma CFC-11.

Atualmente, o agente de sopro de dióxido de carbono é usado principalmente no isolamento da tubulação de aquecimento, espuma de embalagem e espuma agrícola e outros campos com baixos requisitos de isolamento. As vantagens e desvantagens da espuma de dióxido de carbono líquido são as mesmas da espuma de água, que é usada principalmente para espuma macia de poliuretano no momento, e pode ser usada para espuma dura para superar as deficiências da espuma de água, como o aumento do consumo de isocianato , espuma quebradiça e baixa adesão ao substrato. No entanto, a máquina de espuma líquida precisa ser melhorada e o custo de armazenamento e transporte do dióxido de carbono líquido aumenta. Atualmente, a tecnologia de espuma de dióxido de carbono líquido ainda está sob pesquisa e desenvolvimento contínuos.

(2) agente de sopro de clorofluorocarbono

Os agentes de sopro de clorofluorocarbonetos hidrogenados (HCFC), que contêm hidrogênio em suas moléculas, são quimicamente instáveis e mais fáceis de quebrar; portanto, seu ODP é muito menor que o do CFC-11, portanto, o HCFC é usado como substituição de primeira geração para CFC Agentes para uso temporário durante o período de transição e devem ser substituídos por compostos livres de cloro o mais rápido possível.

Atualmente, a União Europeia, os Estados Unidos e o Japão proibiram o uso de agentes de sopro de HCFC, e o prazo para uso na China é 2030. Atualmente, o produto mais maduro que pode substituir o CFC-11 comercialmente é HCFC-14LB, que tem uma boa compatibilidade com polióis e isocianatos e pode substituir diretamente o CFC-11 pelo HCFC-14LB sem adicionar equipamento, e a dosagem é menor que o CFC-11 quando a espuma com a mesma densidade e características físicas semelhantes é alcançada. As desvantagens do HCFC-141B são que o preço da matéria-prima é maior, é solúvel para alguns abdominais e poliestireno de alto impacto, e sua condutividade térmica é maior que a do CFC-11, portanto a densidade de espuma resultante é maior para obter isolamento efeito.

Outra substituição do HCFC para CFC-11 é a mistura 60:40 HCFC-22/HCFC-14LB, que é o solvente mais comumente usado na produção industrial e possui tecnologia de produção madura e é acessível. A desvantagem é que o sistema HCFC-22/HCFC-141B possui uma solubilidade relativamente baixa em general polióis. O processamento de polióis contendo HCFC-22 é relativamente difícil. Além disso, o HCFC-124 possui um valor ODP de apenas 1/5 de HCFC-141b, permitindo uma vida útil mais longa, e algumas empresas estrangeiras planejam usá-lo em espuma de construção e geladeira para competir com fluoroquanos hidrogenados de maior custo ( HFC).

(3) Agente de sopro de hidrocarbonetos

Os hidrocarbonetos usados para agentes de espuma de poliuretano são principalmente ciclopentano, especialmente o sistema de espuma rígido de ciclopentano tem as vantagens de baixa condutividade térmica, desempenho antienvelhecimento e valor zero de ODP e é frequentemente usado nos campos de geladeiras, armazenamento a frio e construção isolamento e isolamento, e tornou-se a primeira escolha para substitutos de CFC-11 de espuma dura na China.

Além disso, com n-butano e isobutano como agentes espumantes auxiliares, os dois problemas a seguir devem ser resolvidos na preparação da espuma rígida de poliuretano de ciclopentano, o equipamento à prova de explosão deve ser usado para resolver o problema da inflamabilidade e explosivo por ciclopentano; Algumas medidas como n-pentano, isopentano e ciclopentano usadas em conjunto podem melhorar a fluidez da espuma, de modo a resolver o problema da baixa solubilidade do ciclopentano em poliéters.

(4) Agente de sopro de fluoroalquano (HFC) hidrogenado (HFC)

Os compostos do tipo HFC com o valor ODP de zero são substitutos ideais para o CFC-11 na produção de espuma PU suave. Os primeiros agentes de sopro do tipo HFC são principalmente HFC-134A e HFC-152A, que têm baixo peso molecular e baixo ponto de ebulição, e a dosagem é menor que a do CFC-11 quando a espuma com a mesma densidade e propriedades físicas semelhantes é alcançado. E o desempenho é relativamente estável, mas seu defeito é que a condutividade térmica é relativamente alta e a solubilidade no poliol geral é baixa, o processamento do poliéter combinado contendo HFC-134A e HFC-152A é relativamente difícil e a espuma É necessário equipamento para atender aos requisitos de processamento.

Devido às deficiências desses dois produtos, as pessoas aceleraram a pesquisa e o desenvolvimento de novos agentes de sopro do tipo HFC. Pesquisa e desenvolvimento mostram que o HFC-245FA e o FC-365MFC têm um grande potencial. Esses dois produtos e CFC-11 têm características semelhantes, condutividade térmica e HCFC-141b na mesma faixa, seu valor ODP é zero, toxicidade extremamente baixa, boa estabilidade dimensional, HFC-245FA Electrical Isolation Performa apontar; O HFC-365MFC tem um ponto de ebulição alto, mas é inflamável.