华东理工大学精品课程课件-高分子材料助剂、发泡剂

1、l发泡剂发泡剂 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。l物理发泡剂物理发泡剂 是利用其在一定温度范围内物理状态的变化而产生气孔的物质。l化学发泡剂化学发泡剂 指那些在发泡过程中通过化学变化产生一种或多种气体，从而使聚合物发泡的物质。l对于一单元组分的体系，其表面能是总能量的一个重要的组成部分，而表面能是与体系的表面积成正比的，下述的Gibbs方程式给出了自由能的变化。 式中 液体的表面张力； A 每摩尔物质的表面积。AsdTdpdGl当温度与压力为常数时，自由能的变化只与体系表面积的变化有关，以下式表示：l积分上式可得到如下结果： l这里 是恒温恒压下的自由

2、能的变化。TpAGAGGl（1）1864年Hancock在天然橡胶制造开孔海绵中利用碳酸胺和挥发性液体作为发泡剂。l（3）1940年，杜邦公司将二偶氮氨基笨用作了发泡剂。l（2）20世纪3050年代，开发了压缩氮气在高压下膨胀制造闭孔海绵的Rubatex法。l 物理发泡剂 无机发泡剂 有机发泡剂l分解温度分解温度 发泡剂产生气泡的温度。在聚合物一定黏度范围内进行发泡才能得到性能优良的发泡体。温度太高或太低都会影响发泡效率。所以，分解温度一定意义上决定了发泡的效率。l发气量发气量 单位重量的发泡剂所产生的气体的体积。是衡量发泡剂效率的指标，发气量高，发泡剂用量可以相对少一些，残渣也较少。l（1）

3、碳酸盐碳酸胺、碳酸氢铵和碳酸氢钠l碳酸胺： 便宜 发气量大 不稳定 分散困难 氨味l碳酸氢铵：分解温度高 稳定 分解可逆 速度可控 孔均匀 氨味l碳酸氢钠：无氨味 发气量低 残渣有碱性l l（2）亚硝酸盐NH4Cl 和NaNO2l分解反应不可逆 加压发泡 含氮气或氮的氧化物 橡胶硫化l l（3）碱金属的硼氢化物l 价格昂贵 易燃易爆l l（1）芳香族的偶氮化合物二偶氮氨基苯l 相溶性、分散性良好 变色 刺激l（2）N-亚硝基化合物N,N-二亚硝基五次甲基四胺l 发气量最大 分解热大 在酸性介质中不稳定l（3）酰肼类化合物芳香族的磺酰肼类l 分解温度放热量适中 残渣无污染 l（1）有机发泡剂的分

4、解反应放热，达到一定的温度即可急剧分解，且发气量比较稳定，发泡剂用量和发泡率的关系可以预测。l而无机发泡剂的分解多为吸热反应，分解速度缓慢，发炮率难以控制。l（2）有机发泡剂所产生的气体主要是N2。而无机发泡剂可以产生CO2 、CO、 NH3 、H2O 、H2 和O2等许多种气体。而因为N2对聚合物的透过率最小，所以有机发泡剂的发泡效率比较高。有机发泡剂所产生的气体主要是氮气，而无机发泡剂所产生的气体则有CO2、CO、NH3、H2O、H2、O2等多种气体。气体对聚合物的透过率以氮气为小，因此氮气作为有效的发泡气体效果高。l（1）聚合物中的分散性好l（2）热分解温度窄，易于控制l（3）所产生的氮

5、气不燃烧、不爆炸、不易液化、扩散速度小，并且发泡效率高。l（4）粒子小，发泡体的泡孔小l（5）品种繁多l（1）发泡后残渣较多，残渣有时会引起异臭，污染聚合材料。l（2）放热量较高时，会在发泡体系内外产生较大的温度剃度，造成内部温度过高而损坏聚合物的物化性能。l（3）多为一些抑燃物，在贮存和使用的过程当中不是很方便。l定义定义 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，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，均可以称作发泡助剂。其中用于改变发泡剂分解温度的助剂可称为助发泡剂，或发泡促进剂，或发泡抑制剂。其多数品种是用来降低发泡剂分解温度的。l尿素衍生物和氨基化合物：尿素、二乙基胍、乙醇胺和氨水等l有机酸：硬酯酸、月桂酸、苯甲酸和水杨酸等l有机酸或无机酸的盐：硬酯酸锌、月桂酸钡、三盐基硫酸铅、硫酸钾铝等l碱土金属的氧化物：氧化锌、氧化铝等l多元醇：甘油、山梨醇等l有机硅化合物l（1）热分解温度尽可能的窄l（2）热分解的反应速度可控，有足够的气速l（3）所产生的气体无腐蚀性，易分散和溶解在聚合物体系中l（4）分解的放热量不是很大