胶鞋海绵中底发泡剂的选择之有机发泡剂
1.偶氮二甲酰胺(发泡剂AC)
(1)性质 淡黄色粉末,195℃左右分解。pH值为6~7。发气量为(240±5)mL/g,灰分0.1%。由于本品在分解前无熔融态,到达分解温度后颜色消失并产生升华现象。因此,无确定分解点。分解能产生氮、一氧化碳和少量二氧化碳。本品溶于碱,不溶于醇、汽油、苯、吡啶和水。不助燃,且有自熄性。无毒,无臭味,不污染,不变色。
(2)使用性能 由于发泡剂AC的颗粒细小,因此容易在橡胶中分散,常压发泡和加压发泡均适用。因它的分解温度较高,故必须在较高的操作温度下使用,但是加入尿素、联二脲、缩二脲、乙醇胺、硼砂、甘醇、氧化锌及碳酸、苯二甲酸、亚磷酸、硬脂酸的铝或镉盐等活化剂,可大大降低其分解温度。本品作氯丁橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶的发泡剂,用以制作闭孔海绵制品。用本品生产的制品无味、不变色、不本品分解产生的气体中有10%~30%的一氧化碳,这个含量在加工过程中是无毒的,但在贮存大量成品时,必须注意通风,以防一氧化碳过度集中引起中毒。本品在室温下贮存甚为稳定。
2.偶氮二异丁腈
(1)性质 白色结晶粉末。相对密度1.11。103℃时熔融并分解,分解时产生氮气和四偶氮二异丁腈甲基丁二腈,后者有毒。本品的标准发气量为130mL/g。纯度>98%,灰分<0.01%,真空失重<8%,酸度<0.1%,氢化偶氮化合物含量<1%。本品不溶于水和丙酮,溶于酮类醇类、醚类、氯代烃、甲苯和苯胺等。在通常条件下其贮存稳定性好,分解温度较低,在80℃温度下和紫外线照射下即分解。由于本品及其分解产物均具一定的毒性,在使用时必须。
(2)使用性能 本品有迟延硫化的作用,在使用本品时应子以考虑。本品易溶于单体和通风增塑剂中,稍溶于石蜡中,也容易在橡胶和塑料中分散。因为这种发泡剂具有不污染、不变色和低密度的特点,所以常用作微孔海绵的发泡剂,但是因分解产物含有毒性,不宜用作食品橡胶制品,而且在炼胶和硫化过程中应具备良好的通风条件。
3.偶氮二甲酸二异丙酯
(1)性质 橙色油状液体。几乎溶于所有的有机溶剂和增塑剂,不溶于水。凝固点有2.4℃,沸点(33.33Pa)75.5℃。单独加热时,直至240℃仍稳定。铅盐、有机锡化合物镉皂和锌皂等热稳定剂可以有选择性地使其活化,降低分解温度。100℃左右熔融分解,并放出接近理论量的氮气(200~350mL,/g)。
(2)使用性能 本品是橡胶工业中最早采用的有机环保发泡剂之极易溶于橡胶,能形成种极细小而均匀的细孔结构。缺点是其分解产物会使发泡制品染上暗色,并污染与之接触的其他材料。因为本品是液体,故使用方便,发泡均匀。随配方和加工条件不同,可制得闭孔或开孔制品。
4.苯磺酰肼
(1)性质 细微白色至浅黄色晶体或粉末。无味,相对密度1.41-1.43,纯度≥90%灰分≤1%,真空失重≤2%。在空气中分解温度高于90℃,分解后产生氮气,并有恶臭标准发气量(20℃,0.1MPa)为230mL/g。本品具两性特点,不但能溶于碱溶液中,同时又在磺酸中水解。
(2)使用性能 本品适于作天然橡胶、合成橡胶发泡剂,在制微孔橡胶时的用量为0.25%~0.50%。应用时需考虑本品是两性物质这一特点,所以在某些碱性或酸性介质中它的分解温度降低,在冷碱液中溶解并发生分解,在有机溶剂中倒不易溶解。本品在生胶和塑料中的分散性较差,为此常加油制成油膏,以助分解。
(3)毒性 本品及其分解产物均无毒,操作时不必特殊防护。本品应在混炼的最后阶段,胶料温度降至80℃时加入,因它分解时放热,从而使硫化温度升高。本品在室温下贮存稳定,但不应在阳光下直接曝晒或受潮。不易燃。应特别注意避免与碱或强氧化剂随意混合。
5.二亚硝基五亚甲基四胺(发泡剂H)
(1)性质乳黄色细粉。相对密度1.4~1.45。100%通过120目筛。加热减量0.5%,灰分≤0.1%。易溶于丙酮,略溶于水、酒精,微溶于氯仿,几乎不溶于乙醚200℃分解,但它与胶料中的硬脂酸混合后分解温度从200℃下降至130℃左右。本品不忌碱性物质,遇酸即分解。本品在胶料中的发孔力强,在11℃硫化时即有良好效果。但为达到最佳硫化效果,硫化温度不宜低于123℃,更高温度如134℃或141℃对发泡的性质影响极微。它的发气量在20mL/g以上。本品易分主中,工操作简单且安全。
(2)使用性能 本品为最常用的发泡剂,其特点是:①化发气量大,发泡效率高,且填充孔穴的氮气对橡胶的渗透性最小,可防止塌陷;②加入助发泡剂后本品的分解温度与胶料的硫化温度相适应;③在胶料中的分散性良好。本品可以单用,也可以与其他发泡剂并用,用量为2~10份。单用本品时,孔径较细,单用明矾、苏打时,孔径又太大,而且海绵较硬,如三者并用,发泡剂H、明矾和苏打的比例为11:25:45时,效果较好。此外,还可与重氮氨基苯或尿素和水并用。并用后由于分解温度降低,在发泡过程中能逐渐分解。由于本品的发气量大,若分散不好,对发泡有影响,故一般提前加入。在生胶和再生胶作海绵中底的胶料中,采用加入本品后进行薄通,然后进行混炼的操作工艺,可避免海绵分层。另外,由于本品的分解热大,用于厚制品时须小心处理。使用时微酸性能使它发挥最大效果。本品易燃,与酸雾接触亦能起火,故应远离无机酸和火炉。它的主要缺点是分解温度高,分解产物有臭味,但使用尿素等助发泡剂可使其分解温度降至与硫化温度相适应,并使制品几乎闻不到臭味。本品在中性时,室温贮藏性稳定,对各种促进剂的硫化特性无影响。
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