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      泡沫塑料發泡劑的現狀及展望

      發布時間:2018-12-07 11:20:26 文章來源:fdozoieb 點擊次數:925次

        泡沫塑料具有多種優良性能,如質輕、節省材料和節約成本等,應用非常廣泛。各種泡沫塑料的成型,都離不開發泡劑的使用。發泡劑是能夠使塑料等高分子材料形成泡孔的一類物質。根據發泡氣體的來源,可將發泡齊,分為物理發泡劑和化學發泡劑。物理發泡劑產生氣體時不發生化學反應,而是通過揮發或氣化產生發泡氣體,典型的物理發泡劑如氯氟烴類(CFCs)、氫氟烴類(HFCs)、烷烴類、水、超臨界CO2等?;瘜W發泡劑種類繁多,一般分為無機發泡劑和有機發泡劑。常用的無機發泡劑是無機碳酸鹽和碳酸氫鹽;重要的有機發泡劑是偶氮二甲酰胺(AC),后來又出現了碳酸氫鹽和檸檬酸的復合物(HYDROCEROLBIH),AC、碳酸氫鹽和檸檬酸的復合物(EXOCEROL)等。

        發泡劑的性質對泡沫塑料的性能具有極其重要的影響。所以,對發泡劑性質的研究,已成為泡沫塑料領域的研究熱點,并已取得很大進展。隨著泡沫塑料生產工藝的不斷改進,工業化生產對發泡劑的性質提出了更高要求。為了滿足更加苛刻的發泡工藝要求,研究者對發泡劑的性能進行了不斷改進,并逐步擴展其種類和改善使用條件。

        本文主要綜述了發泡劑的發展過程和使用狀況,并著重介紹了發泡劑性質對泡沫塑料制品的影響。

        1物理發泡劑

        聚氨酯(PU)硬質泡沫塑料是應用廣泛的泡。沫塑料。上世紀50年代末,使用氯氟烴類(CFCs)物質作為PU硬質泡沫塑料的發泡劑,其中重要的是CFC-11(CCl3F):后來,氫氟烴(HFCs)發泡劑,取代了CFC-11。90年代初,烷烴類發泡劑投入工業生產,其中主要以戊烷類物質為主。近年來,超臨界CO2作為物理發泡劑,逐漸成為微孔泡沫塑料√行業新的研究熱點。

        1.1氯氟烴類

        CFCs是PU硬質泡沫塑料的主要發泡劑。CFC-11是一代發泡劑的典型代表,廣泛應用于PU泡沫塑料行業,它具有不燃、無毒、化學性質穩定等優點。到目前為止,CFC-11是PU硬質泡沫塑料生產中綜合性能好、導熱系數低的發泡劑。但是,CFCs發泡劑對臭氧層的破壞作用很大,并且會產生溫室效應,根據蒙特利爾公約,發達國家已于1996年1月1日停止生產CFCs物質。后來,出現了氫氯氟烴(HCFCs)發泡劑作為替代晶,HCFC-14lb(CH3CFCl2)是在商業上可替代CFC-11的成熟的發泡劑(第二代發泡劑)。HCFC-14lb沒有閃點,自燃溫度高,發泡效果與CFC-11相當,但它仍然具有一定的臭氧除去功能,并會產生溫室效應p),所以,HCFC-14lb只是作為CFC-11的過渡替代品使用,發達國家已于2003年禁止其生產,我國也將在2030年前停止生產HCFC-14lb。

        1.2氫氟烴類

        HFCs發泡劑屬于環保發泡劑(第三代發泡劑)。環保發泡劑主要是指臭氧消耗潛能(ODP)為零,溫室效應潛能(GWP)較小,對環境友好的綠色發泡劑。

        HFCs發泡劑分為氣態和液態兩大類。氣態HFCs發泡劑具有導熱系數較大、蒸汽壓較高、需要耐壓容器儲存和需要對發泡設備進行特殊改造等缺點,目前已很少使用。早期的HFCs發泡劑主要是HFC-134a和I-IFC-152a,兩者缺陷在于導熱系數較高,在多元醇中的溶解度較低,加工比較困難。研究表明,在HFCs發泡劑系列中,有可能取代HCFC-141b的發泡劑是HFC-245fa(CHF2CH2CF,)和HFC-365mfc(CH3CF2CH2CF3)。

        HFC-245fa由美國Honeywell公司首先推出,美國Honeywell公司、烏克蘭Allchem公司和日本CentralGlass公司是其全球主要生產商。,HFC-245fa具有ODP為零、GWP較小、無色透明、不可燃、無毒和無閃點等優點。HFC-245fa作為環保發泡劑,國內外已開始用來生產電冰箱保溫材料。美國和日本傾向于使用HFC-245fa,目前Honeywell公司已建成HFC-245缸的工業級生產裝置,而我國仍處于開發過程中。因此,必須加快HFC-245fa生產和應用的開發及產業化步伐,以滿足國內需要;

        HFC-365mc由法國Atofina(原名ElfAtoChem)公司首先研制成功,國外生產商有美國Solvay氟化物公司和法國Atofina公司等。在目前所有ODP為零的HFCs發泡劑中,HFC-365mfc是沸點高于25℃的液態發泡劑,其蒸汽壓比HCFC-14lb低,發泡設備無需大的改動,但它具有一定的可燃性。與HCFC-14lb相比,HFC-365mfc制備的泡孔結構均勻,平均孔徑較小,泡體拉伸強度高,斷裂伸長率大。歐盟國家正積極開發HFC-365mfc,2002年底Solvay公司在法國建成了1.5萬t/aHFC-365mc生產裝置,這預示著不破壞臭氧層的高性能發泡劑將在全球推廣使用。


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