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化學(xué)發(fā)泡劑種類及用途分析

時(shí)間：2015-08-19 閱讀

化學(xué)發(fā)泡劑種類及用途分析

化學(xué)發(fā)泡劑又稱分解性發(fā)泡劑。它們能均勻地分散于樹脂中，受熱分解，可產(chǎn)生至少一種氣體。可分為無機(jī)發(fā)泡劑和有機(jī)發(fā)泡劑兩類。有機(jī)發(fā)泡劑是塑料中使用的主要發(fā)泡劑，主要是偶氮類、亞硝基類和磺酰肼類。另外還有一些發(fā)泡劑組成物，其發(fā)泡氣體是通過兩個(gè)組分間的吸熱反應(yīng)而釋放出來的。
1
偶氮類
桔黃色結(jié)晶粉末，相對(duì)分子質(zhì)量116.1，相對(duì)密度1.65，細(xì)度（200 目通過）≥99.5%，水分≤0.1%，灰分≤0.1%。溶于堿，不溶于醇、汽油、苯、吡啶等一般有機(jī)溶劑，難溶于水。分解溫度190～205℃，不易燃。發(fā)氣量為200～300ml/g，主要是氮?dú)狻⒁谎趸己蜕倭慷趸?。室溫貯存穩(wěn)定，有自熄性，但在120℃以上時(shí)因分解產(chǎn)生大量氣體，在密閉容器中易發(fā)生爆炸。
用途：適用于PE、PVC、PS、PP、ABS 等。其分解產(chǎn)物無毒、無臭、不污染，可以制得純白的泡沫體。本品分解溫度高，產(chǎn)生的氣泡均勻、致密。適用于閉孔泡沫體、常壓或加壓發(fā)泡體，厚的或薄的發(fā)泡體等各種發(fā)泡制品。如PVC和增塑糊發(fā)泡體，聚烯烴的壓延和模塑發(fā)泡體，發(fā)泡人造革等。
2
2，2'-偶氮二異丁腈
白色結(jié)晶粉末，相對(duì)密度1.1，揮發(fā)分1%，甲醇不溶物0.1%，熔點(diǎn)>99℃。溶于甲醇、乙醇、丙醇、乙醚、石油醚等有機(jī)溶劑，不溶于水。分解溫度98～110℃，放出氮?dú)?，發(fā)氣量130～155ml/g。室溫下緩慢分解，30℃下貯存數(shù)月后顯著變質(zhì)，故本品應(yīng)在10℃以下存放。
用途：特別適用于PVC，還可用于環(huán)氧樹脂、PS、酚醛樹脂及橡膠等。分解發(fā)熱量低，約125.6～167.5J/mol，故使用量高達(dá)40%也不致使制品燒焦，可制得潔白制品。本品分解溫度低，可用于普通的PVC 糊。毒性較大，這大大限制了其應(yīng)用。近年來，其作為發(fā)泡劑應(yīng)用已日漸縮小，主要用作聚合引發(fā)劑。
3
偶氮二甲酸二異丙酯
橙色油狀液體，相對(duì)分子質(zhì)量202，凝固點(diǎn)2.4℃，沸點(diǎn)75.5℃(33.31Pa)，單獨(dú)加熱時(shí)，240℃下仍然穩(wěn)定。使用鉛鹽、有機(jī)錫化合物、鎘皂和鋅皂等熱穩(wěn)定劑可以使其活化，降低分解溫度。在100～200℃內(nèi)的發(fā)氣量為200～350ml/g。溶于常見的增塑劑。
用途：液體發(fā)泡劑，適用于PE、PP、PVC 等。在塑料中易分散，泡孔結(jié)構(gòu)均勻致密，分解產(chǎn)物無臭、無毒、無色、不污染，可以制造色澤極淺的泡沫塑料。調(diào)整配方和加工條件，可制得閉孔或開孔泡沫體。
4
偶氮二甲酸鋇
亮黃色粉末，相對(duì)分子質(zhì)量253.37，相對(duì)密度1.67，分解溫度240～250℃。發(fā)氣量170～175ml/g，分解產(chǎn)生氮?dú)?、一氧化碳、二氧化碳、碳酸鋇等。在普通溶劑中不溶。
用途：高溫發(fā)泡劑。分解溫度高，加工安全性好。適用于軟化點(diǎn)高的聚合物，特別是PP。作為尼龍樹脂的注塑成型和擠塑成型用發(fā)泡劑也有良好的效果。還可用于硬質(zhì)和半硬質(zhì)PVC、ABS 等。
5
偶氮二甲酸二乙酯
紅色無氣味的油狀液體。相對(duì)分子質(zhì)量174.16。分解溫度110～120℃。發(fā)氣量190ml/g。溶于增塑劑。貯存穩(wěn)定。對(duì)硫化促進(jìn)劑無反應(yīng)。對(duì)水分和pH 變化敏感。金屬鹽（Cu、Fe、Co、Pb、Al、Sn 等金屬）可促進(jìn)分解。
用途：PVC及其共聚物、PE、聚酯、環(huán)氧樹脂、PS、橡膠的發(fā)泡劑。用量為0.5～10%。
6
偶氮胺基苯
黃棕色結(jié)晶，有特殊氣味。相對(duì)分子質(zhì)量197.24。熔點(diǎn)96～98℃，分解溫度150℃。發(fā)氣量113ml/g。貯存穩(wěn)定。易從制品表面析出結(jié)晶，在酸性介質(zhì)中會(huì)在較低溫度下分解，屬于污染性發(fā)泡劑。
用途：可作為PVC 及其共聚物、PS、PE、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、生膠和橡膠、硅酮聚合物的發(fā)泡劑。用量0.1～5%。
7
亞硝基化合物類
淡黃色結(jié)晶粉末，本身無臭，在潮濕狀態(tài)下有甲醛味。相對(duì)分子質(zhì)量186.18。相對(duì)密度：1.45。溶解度（室溫，g/100g 溶劑）：甲乙酮1.6、吡啶1.8、乙酰乙酸乙酯2.6、乙腈5.6、嗎啉2.0、1-硝基丙烷1.4、二甲基甲酰胺14.7。在水、乙醇、苯、乙醚、丙酮中的溶解度約為1。分解溫度190～205℃（空氣中）、130～190℃（樹脂中或使用分解助劑）。發(fā)氣量260～270ml/g。分解氣體主要是氮?dú)?，有少量一氧化碳和二氧化碳等。本品易燃，與酸或酸霧接觸會(huì)迅速起火燃燒，故不能與這些物質(zhì)共同存放，并應(yīng)嚴(yán)禁明火。
用途：作為發(fā)泡劑多用于PVC。發(fā)氣量大，發(fā)泡效率高。使用水楊酸、己二酸、鄰苯二甲酸等有機(jī)酸或尿素為發(fā)泡助劑，可以降低分解溫度（通常調(diào)節(jié)在90～130℃）。分解時(shí)發(fā)熱量大，易造成厚制品的“芯燒”，且分解產(chǎn)物有惡臭。并用尿素后可消除臭味。本品在PVC中的用量約為7～15%。
8
N,N'-二甲基-N,N'-二亞硝基對(duì)苯二甲酰胺
商品化產(chǎn)品中有效成分為70%。黃色粉末，相對(duì)分子質(zhì)量250.21，相對(duì)密度1.2。空氣中分解溫度為105℃，樹脂中為90～105℃，發(fā)氣量為126ml/g，分解氣體主要是氮?dú)?。純品為爆炸物，?duì)沖擊和摩擦敏感，故商品中充入惰性填料以增加安全性。
用途：可用作PVC 發(fā)泡劑，特別適用于PVC 糊，不使用發(fā)泡助劑即可制得開孔和閉孔的泡沫體。分解生熱小，可用于厚制品，分解殘余物無污染，但在塑料中會(huì)噴霜。
9
磺酰肼類——苯磺酰肼
淡黃色或白色細(xì)微粉末，相對(duì)分子質(zhì)量172.20。相對(duì)密度1.43～1.48，熔點(diǎn)99℃?？諝庵蟹纸鉁囟?gt;95℃，塑料中分解溫度為95～100℃。發(fā)氣量為130ml/g，分解氣體中主要是氮?dú)猓猩倭克魵狻?/span>
用途：可用于PVC、酚醛樹脂、聚酯發(fā)泡劑。分解過程伴有發(fā)熱，使制品內(nèi)部溫度升高，故最好與碳酸氫鈉混合使用。本品分解后產(chǎn)生的含硫化合物具有臭味。
10
對(duì)甲苯磺酰肼
白色結(jié)晶細(xì)微粉末。相對(duì)分子質(zhì)量186。相對(duì)密度1.40～1.42。熔點(diǎn)100～110℃。易溶于堿，溶于甲醇、乙醇、甲乙酮，微溶于水、醛類，不溶于苯和甲苯。分解溫度100～110℃，放出氮?dú)夂蜕倭克?，發(fā)氣量為110～125ml/g。在熱水中水解產(chǎn)生磺酸，并放出氮?dú)狻３叵聼o吸濕潮解現(xiàn)象，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。本品為可燃性物質(zhì)，但遇酸不著火。
用途：本品為低溫發(fā)泡劑，適用于PVC 等多種塑料和橡膠。發(fā)生的氣體和分解殘?jiān)鼰o毒、無臭、不污染。本品產(chǎn)生的泡孔結(jié)構(gòu)細(xì)密均勻，制品收縮率小，撕裂強(qiáng)度大，特別適合于制造閉孔泡沫塑料和海綿膠。本品用于PVC 可制得白色泡沫體，但在此場(chǎng)合模具表面必須鍍鉻。由于本品分解溫度較低，捏煉加工時(shí)應(yīng)避免溫度過高（一般低于80℃），以防提前發(fā)泡。使用本品時(shí)可不用發(fā)泡助劑。本品不能與發(fā)泡劑H 并用，因這兩種發(fā)泡劑反應(yīng)產(chǎn)生大量熱量，可導(dǎo)致制品內(nèi)部燒焦。本品也不宜與鉛鹽并用，以免產(chǎn)生黑色硫化鉛沉淀。
11
4，4’-氧化雙苯磺酰肼
白色或淡黃色結(jié)晶粉末。相對(duì)分子質(zhì)量358.39。相對(duì)密度1.52。分解溫度140～160℃，放出氮?dú)夂退魵?，發(fā)氣量約為120ml/g。溶于環(huán)己酮、乙二醇、乙醚，微溶于乙醇和溫水，不溶于苯和汽油。
用途：本品為適應(yīng)性極廣的發(fā)泡劑，有萬能發(fā)泡劑之稱?？捎糜赑VC、PE、PP、ABS 樹脂等，也可作為塑料與橡膠的共混物及各種合成橡膠的發(fā)泡劑。其結(jié)構(gòu)中雖然含有醚鍵，但非常穩(wěn)定。在樹脂中的分解溫度為120～140℃。使用碳酸氫鈉可使其活化，降低分解溫度。泡孔結(jié)構(gòu)細(xì)微均勻，分解氣體和殘余物無毒、無臭、不污染制品。適用于制造PE發(fā)泡電線電纜絕緣材料，微孔PVC 糊泡沫體等各種泡沫塑料。本品加工安全性高，在100℃以內(nèi)無提前發(fā)泡之虞。但本品在分解發(fā)泡時(shí)放出水，故對(duì)于忌水場(chǎng)合不適用。
12
3，3’-二磺酰肼二苯砜
灰白色粉末。相對(duì)分子質(zhì)量406.45。相對(duì)密度1.60。在空氣中的分解溫度為148℃，在乙烯基塑料中的分解溫度為135～145℃。發(fā)氣量110ml/g。無毒。
用途：本品主要作為軟質(zhì)PVC 發(fā)泡劑，也可用于硬質(zhì)PVC 和PE。發(fā)泡時(shí)分解生成的氣體無惡臭，無毒，但殘余物有污染性，可使制品帶色。
13
1，3-苯二磺酰肼
商品形式為50%本品與50%氯化石蠟的混合物，是含有灰白色細(xì)微粒子的膏狀物，相對(duì)分子質(zhì)量266.29，相對(duì)密度1.5。在空氣中的分解溫度約為150℃，在塑料中的分解溫度為115～130℃，發(fā)氣量300ml/g。
用途：本品可作為橡膠和塑料用發(fā)泡劑，主要用于橡膠。加工安全性高，提前發(fā)泡的危險(xiǎn)性小。堿性物質(zhì)可降低其分解溫度。分解產(chǎn)生的氣體主要是氮?dú)狻?/span>
14
對(duì)甲苯磺酰氨基脲
白色細(xì)微粉末。相對(duì)分子質(zhì)量229.25。溶于二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、濃氫氧化銨和堿水，不溶于乙酸、丙酮、四氯化碳、乙二醇、異丙醇、石油醚、甲苯和水。在空氣中的分解溫度為230℃，在塑料中的分解溫度為213～225℃。放出的氣體主要是氮?dú)夂投趸迹s2:1）。分解后的固體殘余物主要是對(duì)二甲苯二硫化物和對(duì)甲苯磺酸銨，前者可溶于苯，后者可溶于水。本品在室溫下有良好的貯存穩(wěn)定性，但應(yīng)避免靠近蒸汽管道、火源和陽光直曬。
用途：本品為高溫氮?dú)獍l(fā)泡劑，特別適用于高溫加工的塑料，如ABS 樹脂、尼龍、硬質(zhì)PVC、HDPE、PP、PC 等。加工安全性好，無提前發(fā)泡的危險(xiǎn)。本品也可用于天然橡膠和合成橡膠的發(fā)泡。
15
4，4’-氧代雙（苯磺酰氨基脲）
本品為高溫發(fā)泡劑，分解溫度為210～220℃，發(fā)氣量約為145ml/g。放出的氣體主要是氮?dú)夂投趸肌?/span>
用途：適用于硬質(zhì)PVC、HDPE、高軟化點(diǎn)PP、PC、ABS 樹脂等加工溫度高的塑料。
16
三肼基三嗪
白色或灰白色粉末。相對(duì)分子質(zhì)量171.61。分解溫度235～275℃。發(fā)氣量約為247ml/g。放出的氣體主要是氮?dú)夂投趸肌?/span>
用途：本品為高溫發(fā)泡劑，適用于硬質(zhì)和半硬質(zhì)PVC、PP、PC、ABS 樹脂、聚酰胺等加工溫度高的塑料。加工安全性好。
17
5-苯基四唑
液體狀物。相對(duì)密度1.105（50℃）。
用途：本品為高溫發(fā)泡劑，適用于PC、聚酰胺等熔融溫度高的聚合物。
18
聚硅氧烷-聚烷氧基醚共聚物（發(fā)泡靈）
黃色或棕黃色油狀粘稠透明液體。酸值<0.2mgKOH/g。相對(duì)密度1.04～1.08。粘度0.15～0.5Pa· s（50℃）。

用途：本品是聚醚型聚氨酯泡沫塑料一步法生產(chǎn)中用的泡沫穩(wěn)定劑。也可作為聚氨酯類、丙烯酸酯類涂料的流平劑。在彩色膠片防光暈層的涂布方面也有應(yīng)用。

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