第八章发泡剂与消泡剂原理.ppt

第八章 发泡剂与消泡剂 §8.1 概述 泡沫现象 发泡剂 消泡剂 §8.2 发泡与消泡原理 §8.2.1 泡沫的形成 泡沫类似于乳液，乳液形成大量的水油界面，泡沫则形成大量的气液界面，但都需在机械力的作用下产生 泡沫：就是不溶性气体在外力作用下进入液体之 中，并被液体相互隔离的非均相体系。 ∵ dG = -SdT + Vdp + r·dA P、T一定，dG=r·dA △G =r·△A §8.2.2 泡沫的破裂 泡沫不稳定，大小、分布改变，泡壁减薄时易破裂。 R↘P↗， ∴大小气泡内气压不等 ∴气体总是从小气泡的高压侧向大气泡的低压侧通过界膜进行扩散，小气泡↘，大气泡↗， 破裂。 §8.3 发泡剂 §8.3.1 概述 定义: 发泡剂是一类能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。 分类: 根据产生气泡的方式 物理发泡剂 化学发泡剂 无机化学发泡剂 碳酸盐 有机化学发泡剂 优点： ①在聚合物中分散性好； ②分解温度范围较窄，易于控制； ③所产生的N2气，不易从发泡体中逸出．因而发泡率高； ④粒子小，发泡体的泡孔小； 缺点： ①发泡后残渣较多，污染聚合材料或产生表面喷霜现象； ②分解放热过大造成内部焦烧现象； ③有机发泡剂多为易燃物，在贮存和使用时都应注意防火。 §8.3.2 发泡助剂 定义：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，稳定泡沫结构或提高 发泡体质量的物质，均可以称作发泡助剂，或辅助 发泡剂。 分类： 尿素衍生物和氨基化合物， 有机酸 有机酸或无机酸的盐 碱土金属的氧化物， 多元醇 有机硅化合物 尿素 主要用于发泡剂H，尿素的用量可调节发泡剂H的分解温度，还可作硫化促进剂 §8.4 消泡剂 分类： 硅氧烷类消泡剂 有机消泡剂 原理： 通过置换气液界面的泡沫稳定剂而达到消泡作用。 硅氧烷类消泡剂 特点： 低表面张力与低挥发性 化学惰性，无毒或低毒 结构：聚二甲基硅氧烷 + 憎水基硅胶 应用： 水基体系：水包油型硅氧烷乳液 非水体系：硅氧烷液剂 有机消泡剂 特点：具有专用性 种类：硬脂酸或油酸的铝皂，聚丙二醇，丙二醇 与乙二醇的共聚物，脂肪酸及其甘油酯或 乙氧基化合物，高碳醇，分散于矿物油中 的高沸点的石蜡与憎水性硅胶的复配物等 使用：油包水型乳剂，水包油型乳剂 优点：生产成本低 偶氮二异丁腈--- AIBN 分解温度：95-105℃ 发气量：理论 136 ml/g 特点：分解温度低，分解热小，对制品无污染， 发气量低，添加量多，分解残渣有毒。 偶氮二甲酸酯类 分解温度：105-110 ℃ 发气量：258 ml/g 特点：液体发泡剂，储存稳定，用于制造白色或 浅色制品 返回 酰肼类化合物 芳香族磺酰肼化合物 制备： 分解： 特点：分解温度 80-245℃ 分解热适中，残渣无色无毒， 与聚合物有足够的相容性 苯磺酰肼（BSH) 分解温度：104 ℃ ，90 ℃（胶料） 发气量： 115 ml/g 特点：分散性差，分解温度低 分解温度：110 ℃ 发气量： 110-125 ml/g 特点：分解缓慢，使橡胶的硫化与发泡同时进行 对甲苯磺酰肼(TSH) 　4,4’-氧代双苯磺酰肼（OBSH） 分解温度：130 ℃开始 ，150-160 ℃迅速 发气量： 1２5 ml/g 特点：应用最为广泛的有机发泡剂之一。 　　　　贮存稳定无毒不易燃，气孔结构细微均一， 　　　　分解残渣不影响制品的电器绝缘性能，价格 　　　　高 返回 尿素衍生物 N- 硝基脲 分解温度：158-159 ℃，129 ℃（石蜡烃） 发气量： 380 ml/g 特点：有机碱促进其热分解 分解温度：235-240 ℃ 发气量： 280-310 ml/g N- 硝基胍 磺酰氨基脲 特点：分解温度及发气量均较相应