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AC发泡剂的发泡机理以及改性
瞿波张柳钦(泉州师范学院化学与生命科学院)
摘要:本文介绍了AC发泡剂的一般性质、应用和发泡机理;总结了AC发泡剂在使用过程中存在的不足和改性
方法
关键词:AC发泡剂;制备方法;发泡机理;改性方法
偶氮二甲酰胺是有机精细化工产品,英文名为 Azodicar热收缩性[15]。
bonaire,简称ADCA或AC,其化学结构式H2N-CO-N=N
(4)AC发泡剂具有成核剂的作用,与往水里扔碎冰块相类
CO-NH2,相对密度是1.65,分解温度在195℃-200℃之间,发气似,当形成少量气泡后,就会以此为核心引发形成大小相近的气
量为220-250ml/g:能溶于醇、碱、汽油、吡啶、苯、难溶于水,是泡的产生1
淡黄色的粉末。AC发泡剂凭借着其发气量大、分散性好、价格便
宜、分解的产物无赤、无臭、无污染、不变色、不腐蚀磨具等的优三、AC发泡剂的发泡机理
良性质,一直是泡沫材料生产产家的首选化学发泡剂。我国的
1.化学发泡
AC产业起步于60年代初,现如今是AC发泡剂的最大生产国家
AC发泡剂属于化学发泡剂,化学发泡剂即将易于发生分解
的有机物添加到高分子材料中,然后在稍高于发泡剂分解的温
概述
度下将材料挤出成型,在此过程中,发泡剂发生分解反应产生气
体(AC发泡剂产生N2)使高分子材料发泡1?。发泡剂在材料挤
1.生产应用
出成型前与高分子混合,在高于分解温度的挤塑环境下发生化
AC发泡剂的优良性质,?泛应用于各个领域:同轴电缆,学反应,生成相对于材料的副产物,这些副产物在材料中形成品
CCP电缆,高密度聚乙烯,多对金属通信电缆等绝缘材料的发泡核,引发高聚物熔体巾气泡的产生I6?
[];主要应用于聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、氯丁橡胶、丁基橡胶、2.放热发泡
聚酰胺、犬然橡胶、ABS橡胶、环氧树脂等的常压或加压发泡[3]
AC发泡剂属于放热型发泡剂,所以其机理可根摒热点理论
以及聚氯乙烯人造革、壁纸,P、PVC、PP交联高发泡制品,来说明。可以认为AC发泡剂分解所放出的热量使高聚物熔体的
FPIM挡风条等橡胶制品的高发泡高分子材料的成型加工4」;面局部受到加热,而成为热点。在热点处,熔体粘度降低、张力下
粉改良剂5」、熏蒸剂配方,可用于农田的大棚、室内、粪池等等降,使气体更加容易膨胀而形成泡孔1?。
「6?;安全气囊的生产剂等「7-81
3.主次反应
2.制备方法
AC发泡剂的热分解反应主要经历两个阶段:主反应和次反
目前,国内制备AC发泡剂的方法主要是尿素法,国外还存应。其中,主反应为放热反应,次反应为吸热反应。主次反应会随
在着拉希法、甲酮连氮法和氧化法。其中,甲酮连氮法和过氧化着活性物质、温度等的改变而导致所占比例不同[?
氧法占13,拉希法占13,尿素法基本上已被淘汰[9-1
反应方程
反应方程
干燥的AC发泡剂在空气中的热分解机理如下I181
其主要制备反应方程式如下11
(1)H2NCON=NCONH2> N2+CO+H2NCONH
CI2+2 NA0H-NACI0+Nacl+H0 (
2)2H2NCON=NCONH-H2NCONHNHCONH
NHCONE1+ NACIO+2 Naol>NINI1L0(水合肼)+NaCO3+
Nacl (2)
NH2NH2 H 0+H $0,2NH C0NH2 -H2 NCONHNHCONH2 (5
(3)HNCONHNHCONH
脲)+(NH山)S0-+H20(3
随着分解坏境的变化,AC发泡剂的分解机理也会发牛变
HNCONHNHCONH2+C12?H1 NCONNCONH2(AC发泡剂)+化,其主要表现在分解温度、分解焓変和发气量的変化。可见,AC
2HCI (4)
发泡剂分解机理的多变性,所以,很多专家对AC发泡剂的分解
机理存在着很多得疑惑|17?。
、AC发泡剂的作用[(12
四、AC发泡剂使用的局限性
(1)降低复合材料的密度。发泡体系内的气泡成核后,只要
有足够的气体扩散到已成核的泡孔中,泡孔就会继续增大,从而
AC发泡剂性能优良,应用量大,们存在着一些问题,影响着
降低了材料的密度[13]
AC发泡剂的更优良使用。主要问题如下120?:
(2)AC发泡剂降低粘度对温度的攽感性:由于AC发泡剂产1.分解速度快,速度控制困难
生气体降低了连段运动的阻力,降低流体活化能△En,从而粘度其分解属于强放热的化学反应,分解速度很快,容易造成熔体的
对温度的敏感性降低[14
局部过热。局部过热会使熔体局部粘度降低,所制得的制品已产
(3)随着AC发泡剂用量的増大,能够降低材料的硬度,加刚牛开孔泡洣或泡孔破裂,最终降低了泡孔制品的机械性能。