Характеристика твердых газообразователей

Как уже отмечалось, наиболее широкое применение нашел метод вспенивания за счет введенных в полимер твердых веществ – химических газообразователей (ХГО). Для получения пенопласта газообразователь должен отвечать ряду требований. Идеальным можно считать газообразователь, отвечающий следующим требованиям:

1. Газ должен выделяться в определенном узком интервале температур, близком к температуре плавления или отверждения полимера.

2. Выделение газа должно идти с определенной скоростью и достаточно легко поддаваться регулированию (температурой, давлением).

3. Выделяющийся газ должен быть неактивным, инертным.

4. Выделяющийся газ должен иметь низкую растворимость в полимере.

5. Газообразователь должен хорошо диспергироваться в полимере.

6. Газообразователь должен быть дешевым и устойчивым при хранении и транспортировке.

Однако такой идеальный ХГО пока не создан, все имеющиеся газообразователи имеют те или иные недостатки.

Рис. 1 Давление, создаваемое ХГО при различной температуре, диазоаминобензол (1), карбонат аммония (2), бикарбонат натрия (3).

Рис.2 Кинетика газовыделения диамида азодикарбоновой кислоты при различных температурах

Важнейшими характеристиками ХГО являются:

1) газовое число, или количество миллилитров газа, выделяющихся из 1 г ХГО;

2) начальная температура разложения;

3) скорость или кинетика газовыделения;

4) максимальное давление газа.

Указанные характеристики определяют экспериментально при термическом разложении ХГО в жидкой среде (масле, глицерине, дибутилфталате и др.).

Газовое число наиболее распространенных ХГО лежит в пределах 100 – 200 см³/г. Начальная температура разложения должна быть в переделах 100 – 200 °С. В зависимости от температурных характеристик полимера используют тот или иной ХГО.

Требования к давлению, развиваемому ХГО, определяются вязкостью вспениваемого полимера (рис.). Скорость газовыделения определяет скорость вспенивания и регулируется скоростью нагрева композиции при вспенивании (рис.).

Наиболее распространенными газообразователями являются:

1. Азосоединения R – N = N – R` .

2. Сульфонилгидразиды R – SO₂NHNH₂.

3. Нитрозосоединения

4. Азиды кислот R – CON₃.

5. Производные гуанидина

Из неорганических соединений применяют карбонат аммония (NH₄)₂CO₃ и иногда бикарбонат натрия NaHCO₃.