December 25, 2023
Agente de soplado físico (ingeniería de productos de plástico
Agente de soplado físico
El agente de soplado físico es principalmente a través del cambio del estado físico de agente de soplado para formar el orificio de burbuja en el plástico.
El agente de soplado físico ideal debe tener las siguientes condiciones:
① inerte, no tóxico;
② Compatible con resina;
③ La velocidad de difusión en la matriz de resina es pequeña;
④ Cuando la reacción de resina emite calor, o cuando se coloca al calentamiento externo debe ser fácil de volatilizar.
En general, los agentes de soplado físico se dividen en tres categorías: (1) gas comprimido; ② Soluble sólido; ③ Líquido volátil con punto de ebullición por debajo de 0 ℃.
En el proceso, cuando se elimina la presión, el gas comprimido se expande, o el líquido se expande mediante evaporación de calor, o la sustancia sólida soluble disuelta se sublima para producir un gas.
Hay muchos tipos de agentes de soplado físico, como hidrocarburos alifáticos que contienen 5 a 7 carbonos, clorofluorocarbonos, clorofluorocarbonos y gases de dióxido de carbono, ya que la década de 1950, fluoro-triclorometano (CFC-1) Debido a su efecto destructivo en la capa de ozono atmosférico, para proteger el entorno ecológico de la tierra, es necesario prohibir el uso de compuestos CFC. A lo largo de los años en el hogar y en el extranjero, han estado buscando y desarrollando los productos alternativos ideales, agente de soplado alternativo, además de considerar la naturaleza del agente de soplado en sí, generalmente también necesita poliéter poliolos, agentes de espuma, catalizador y otras materias primas para que Ajuste y mejora, de modo que el sistema de fórmula para lograr la optimización, por lo que la clave para el agente de soplado físico radica en el desarrollo y la aplicación de productos alternativos. Hasta ahora, hay principalmente cuatro alternativas al agente de soplado CFC-11.
(1) Agente de soplado de dióxido de carbono
Hay dos tipos de agentes de soplado de dióxido de carbono, uno es la reacción de isocianato y agua para producir dióxido de carbono (espuma de agua) como agente de soplado, y el otro es el dióxido de carbono líquido. En comparación con CFC-11, la ventaja de la espuma de agua es que el dióxido de carbono ODP (valor de pérdida de ozono) es cero, no tóxico, seguro, sin problemas de reciclaje, no es necesario invertir en la actualización de equipos de espuma; La desventaja es que la viscosidad de los componentes de poliol es mayor en el proceso de espuma, la presión de espuma y la temperatura de espuma son mayores, y la adhesión entre la espuma y el sustrato es pobre, especialmente la conductividad térmica de los productos de espuma dura es alta. Debido a que el dióxido de carbono se difunde más rápido del orificio de la burbuja, y el aire ingresa lentamente al orificio de burbuja, lo que afecta la estabilidad dimensional de la espuma, aunque puede mejorarse mediante modificación, todavía no es tan bueno como el material de espuma CFC-11.
En la actualidad, el agente de soplado de dióxido de carbono se utiliza principalmente en el aislamiento de la tubería de calentamiento, la espuma de empaque y la espuma agrícola y otros campos con bajos requisitos de aislamiento. Las ventajas y desventajas de la espuma de dióxido de carbono líquido son las mismas que las de la espuma de agua, que se usa principalmente para la espuma blanda de poliuretano en la actualidad, y puede usarse para la espuma dura para superar las deficiencias de la espuma de agua, como el mayor consumo de isocianato , espuma frágil y mala adhesión al sustrato. Sin embargo, la máquina de espuma líquida debe mejorarse, y el costo de almacenamiento y transporte del dióxido de carbono líquido aumenta. En la actualidad, la tecnología de espuma de dióxido de carbono líquido todavía está bajo investigación y desarrollo continuos.
(2) Agente de soplado de hidroclorofluorocarbono
Los agentes de soplado clorofluorocarbonos (HCFC) hidrogenados, que contienen hidrógeno en sus moléculas, son químicamente inestables y más fáciles de descomponer, por lo que su ODP es mucho más pequeño que el de CFC-11, por lo que HCFC se usa como un reemplazo de primera generación para CFC Agentes para uso temporal durante el período de transición y deben ser reemplazados por compuestos sin cloro lo antes posible.
En la actualidad, la Unión Europea, Estados Unidos y Japón han prohibido el uso de agentes de soplado de HCFC, y la fecha límite para su uso en China es 2030. En la actualidad, el producto más maduro que puede reemplazar CFC-11 comercialmente es HCFC-14LB, que tiene una buena compatibilidad con los polioles e isocianatos, y puede reemplazar directamente el CFC-11 con HCFC-14LB sin agregar equipo, y la dosis es menor que CFC-11 cuando se logra la espuma con la misma densidad y características físicas similares. Los inconvenientes de HCFC-141B son que el precio de la materia prima es más alta, es soluble a algunos ABS y poliestireno de alto impacto, y su conductividad térmica es mayor que la de CFC-11, por lo que la densidad de espuma resultante es mayor para lograr aislamiento de aislamiento efecto.
Otro reemplazo de HCFC para CFC-11 es la mezcla 60:40 HCFC-22/HCFC-14LB, que es el solvente más utilizado en la producción industrial y tiene tecnología de producción madura y es asequible. La desventaja es que el sistema HCFC-22/HCFC-141B tiene una solubilidad relativamente baja en los polioles generales. Procesar polioles que contienen HCFC-22 es relativamente difícil. Además, HCFC-124 tiene un valor ODP de solo 1/5 de HCFC-141B, lo que permite una vida útil más larga, y algunas compañías extranjeras planean usarla en la espuma de los electrodomésticos de construcción y refrigerador para competir con fluoroalcanos hidrogenados de mayor costo ( Hfc).
(3) Agente de soplado de hidrocarburos
Los hidrocarburos utilizados para los agentes de espuma de poliuretano son principalmente ciclopentano, especialmente el sistema de espuma rígida de ciclopentano tiene las ventajas de baja conductividad térmica, rendimiento antienvejecimiento y valor ODP cero, y a menudo se usa en los campos de refrigeradores, almacenamiento y construcción de frío, edificio Aislamiento y aislamiento, y se ha convertido en la primera opción para los sustitutos CFC-11 de espuma dura en China.
Además, con N-butano e isobutano como agentes de espuma auxiliar, los siguientes dos problemas deben resolverse en la preparación de espuma rígida de poliuretano de ciclopentano, se debe utilizar equipos a prueba de explosión para resolver el problema de la inflamabilidad y explosivo del ciclopentano; Algunas medidas como N-pentano, isopentano y ciclopentano utilizados juntas pueden mejorar la fluidez de la espuma, a fin de resolver el problema de la solubilidad deficiente del ciclopentano en los poliéter poliols.
(4) agente de soplado de fluoroalcano hidrogenado (HFC)
Los compuestos de tipo HFC con valor ODP de cero son sustitutos ideales para CFC-11 en la producción de espuma de PU blando. Los primeros agentes de soplado de tipo HFC son principalmente HFC-134A y HFC-152A, que tienen bajo peso molecular y bajo punto de ebullición, y la dosis es menor que la de CFC-11 cuando la espuma con la misma densidad y propiedades físicas similares es alcanzó. Y el rendimiento es relativamente estable, pero su defecto es que la conductividad térmica es relativamente alta, y la solubilidad en el poliol general es baja, el procesamiento del poliéter combinado que contiene HFC-134A y HFC-152A es relativamente difícil, y el espuma y la espuma Se necesita equipo para cumplir con los requisitos de procesamiento.
Debido a las deficiencias de estos dos productos, las personas han acelerado la investigación y el desarrollo de nuevos agentes de soplado de tipo HFC. La investigación y el desarrollo muestran que HFC-245FA y FC-365MFC tienen un gran potencial. Estos dos productos y CFC-11 tienen características similares, conductividad térmica y HCFC-141B en el mismo rango, su valor ODP es cero, toxicidad extremadamente baja, buena estabilidad dimensional, el rendimiento de aislamiento eléctrico HFC-245FA es excelente, la desventaja es baja es baja. punto; HFC-365MFC tiene un alto punto de ebullición pero es inflamable.
