功能助剂 发泡剂（吝晓君）课件.ppt
发泡剂,应用化学一班 201041602011 吝晓君,概述,发泡剂是一类使处于一定粘度范围内的液态或塑性状态的橡胶、塑料形成微孔结构的物质。根据其在发泡过程中产生气泡的方式不同，发泡剂可分为物理发泡剂和化学发泡剂两类。,发泡剂的分类：,物理发泡剂在使用过程中不发生化学变化，依靠其物理状态的变化来达到发泡的目的；常用的发泡剂有压缩空气与挥发性的液体。化学发泡剂是指通过化学变化产生气体进而发泡的物质。它可分为无机化学发泡剂（碳酸盐、氢硼化钾和氢硼化钠等）和有机化学发泡剂（偶氮化合物、N亚硝基化合物、肼类衍生物、叠氮化合物和一些脲类的衍生物等）。,发泡剂ADC(化学名称：偶氮二甲酰胺 H2NCO N=N CONH2)是一种无毒、无味、无污染、橙黄色的偶氮类发泡剂，其最大的特点是分子中含有N=N结构，遇热可释放出大量N2，发气量可达200250mLg，是一种用途广泛的化学发泡剂AC发泡剂热分解机理：,纯发泡剂ADC的分解温度为195220，远远超出PVC树脂的塑化温度(约165170)，因此需要在发泡剂ADC中添加活化剂，降低发泡剂ADC的分解温度，才能满足PVC树脂的加工要求发泡助剂：在发泡过程中，凡能与发泡剂并用并能调节发泡剂分解温度和分解速度的物质，或能改进发泡工艺，稳定泡沫结构和提高发泡体质量的物质含锌类的化合物可以对ADC有活化作用,含锌化合物对ADC活化作用,氧化锌和硬脂酸锌之所以对ADC有较强的活化作用，可以从其分子化学结构来分析,锌化合物中的锌离子外围电子排布4S24P2，具有空轨道，而AC的分子式为：其中N、O上皆有孤对电子，根据路易斯酸碱配位原理，ADC的N、O原子上的孤对电子进入Zn2+的空轨道，CN为键，由于N、O原子上的孤对电子流失，使CN一电子云浓度流向两边，中间重叠程度减小，导致CN键断裂，从而使ADC发泡剂的分解被活化。,含锌化合物对ADC发泡剂热解的影响,摘要：选用不同种类含锌化合物对ADC发泡刺的分解温度、分解速率、发气量等热解因素的影响进行了规律性研究。采用DSC测定ADC发泡剂热效应及含锌化合物对其分解热焓的影响。最后筛选出满足EVA加工条件的改性ADC发泡剂，对其模压发泡进行力学特性及泡孔结构分析。,实验部分实验方法及工艺流程,性能测试,ADC发泡剂分解特性测量装置及测试方法 取一定量的改性样品置于试管中，在硅油油浴锅中加热，通过排水法测量产生气体的体积。发气量公式如式(1)所示。 (1)式中：VADC发泡剂的发气量，mLg；Vt发泡剂逸出的气体体积，mL；V0空白实验气体的膨胀体积，mL；m发泡剂的重量，g。,I)空白试验空试管，升温速率为l0min，每隔一定温度读取量气管读数2)升温实验升温速率为10min，每隔一定温度读取量气管读数，直到所测发泡剂分解完毕为止。作出量气管差(与空白实验)一温度曲线，即发气量一温度曲线。 3)恒温实验油浴控制到规定温度，误差为05。温度稳定后投人试样，每隔一定时间读取量气管读数，直至最大发气量。 EVA泡沫性能测试按国家标准GB-T6344-1996测试材料拉伸强度和断裂伸长率；按国家标准GBT6343-1995测试材料表观密度；SEM观察样品断面形貌。,含锌化合物对ADC发泡剂热分解特性的影响,由图3可知，ADC发泡剂在200之前的发气量很少，几乎不产生气体。之后，随着温度的升高，ADC迅速分解产生大量的气体，由此可以看出，温度对ADC分解特性的影响显著，并且发气速率的变化很大从反应开始，只需经过几十秒的时间即可以达到最大发气量，完成瞬时分解。加入含锌化合物后使得ADC发泡剂分解反应提前，分解温度明显下降。,由表l可知。醋酸锌的加入使得ADC的突发温度明显降低，由215降低到164。并且含锌化合物的加入虽然有效地降低了ADC的分解温度但也损耗了发气量。使ADC分解温度降低最显著的是醋酸锌，之后依次是氧化锌、碳酸锌、硬脂酸锌。,对分解速率的影响由于EVA加工温度在160170，而常用的交联剂DCP与ADC的最佳匹配温度160170，因此，依次进行了在160、165、170下含锌化合物对ADC分解速率的影响测试。,由此可知，在这五种锌盐里对ADC活化程度依次为醋酸锌氧化锌碳酸锌硬脂酸锌。,DSC曲线分析据Lewis酸碱理论。含锌化合物之所以活化ADC发泡剂是因为由于ADC发泡剂中的N、O上皆有孤对电子，属于Lewis碱；而Zn2+有空轨道，具有接受孤对电子的能力，属于Lewis酸。,不同比例含锌化合物的影响,含锌化合物改性后的ADC在EVA泡沫材料的应用,实验配方,对EVA泡沫材科性能和泡孔结构的影响从表4中可以看出，当ADC中加入硬脂酸锌时，材料的密度、拉伸强度、断裂伸长率、硬度均较高，当ADC中分别加入不同量氧化锌，碳酸锌。醋酸锌后。材料的密度、拉伸强度、断裂伸长率和硬度都有了明显的降低,结论1)锌盐的加人使得ADC的分解温度不同程度的降低，其中醋酸锌对ADC分解温度的影响最为显著。并且活化程度依次为醋酸锌氧化锌碳酸锌硬脂酸锌。这是根据Lewis酸碱理论与锌结合基团为CH3COO-、O2-、CO32-、C17H35COO-它们对电子云的吸引力的大小依次减弱。所以醋酸锌、氧化锌、碳酸锌、硬脂酸锌4种含锌化合物中。锌的电子云密度逐渐增加，接收电子对的能力逐渐下降即Lewis酸性逐渐减弱。因此对ADC分解反应的催化作用影响越小。2)醋酸锌氧化锌以及碳酸锌改性ADC均能得到泡孔均匀的EVA泡沫材料，其中醋酸锌改性ADC制得的EVA泡沫体的泡孔结构相比较大，而硬脂酸锌改性ADC则不能在EVA基体中充分分解。,添加促进剂对ADC发泡剂性能的改进:,一是能有效地降低ADC分解温度，发泡速率较快；二是与常规ADC分解时的发气量相比有明显降低(发气量与发泡倍率密切相关)；三是发泡促进剂无毒或低毒，对塑料加工设备无腐蚀性等。,ADC的应用领域,ADC发泡剂主要用于PVC泡沫塑料，而且广泛应用于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、ABS树脂和橡胶的发泡。另外由于它无毒、无味，所以国内外均用它制造与食品接触的泡沫制品，其用量一般控制在2%以下。,发展前景：随着我国合成树脂工业的迅猛发展，发泡剂与其他塑料助剂一样呈现良好发展前景和巨大市场潜力。我国发泡剂工业生产基础较好，今后应加快CFCs（Chloro-fluoron-carbon ）化合物替代产品的开发与推广；紧跟国际潮流，加大主要发泡剂ADC的改性研究与生产，增加产品附加值和技术含量；随着国内塑料品种多样化，满足国内发泡塑料制品不断增长的需求。,个人观点：,近年来，随着科技的不断发展，单一的ADC发泡剂已经远远不能满足市场的需要，改性ADC发泡剂应运而生，并且发展速度极快。经过改性和复配后的ADC发泡剂产品，其附加价值大为提高，有更大的利润空间。因此，必须不断研制开发优良的改性ADC发泡剂产品，来满足国内外不同行业不断增长的需求，另外发泡剂应朝着对人体无害、便宜、环保的方向发展。,Thank YOU,
