简述发泡剂和发泡助剂
一、什么是发泡剂、发泡助剂?
       凡能在特定条件下不与橡胶等高分子材料发生化学反应,自身分解产生无害气体的物质,都能作为发泡剂(
OBSH发泡剂)。
在发泡过程中,凡能与发泡剂并用,调节发泡剂的分解温度和分解速率,从而提高发气量或帮助发泡剂均匀分散以提高发泡体质量的物质,均称为发泡助剂。
发泡剂的品种有:无机发泡剂(碳酸铵、碳酸氢钠、碳酸钠氯化铵、亚硝酸钠等)和有机发泡剂(①偶氮化合物,如发泡剂AC、偶氮二异丁腈等;②磺酰肼类化合物,如苯磺酰肼、对甲苯磺酰肼等;③亚硝基化合物,如发泡剂H等;④脲基化合物,如尿素、对甲苯磺酰基脲等)。
 
①广义的发泡剂是指所有其水溶液能在引入空气的情况下大量产生泡沫的表面活性剂或表面活性物质。因为大多数表面活性剂与表面活性物质均有大量的起泡的能力,因此,广义的发泡剂包含了大多数表面活性剂与表面活性物质。因而,广义的发泡剂的范围很大,种类很多,其性能品质相差很大,具有非常广泛的选择性。广义的发泡剂的发泡倍数(产泡能力)、泡沫稳定性(可用性)等技术性能没有严格的要求,只表示它有一定的产生大量泡沫的能力,产生的泡沫能否有实际的用途则没有界定。
②狭义的发泡剂 狭义的发泡剂是指那些不但能产生大量泡沫,而且泡沫具有优异性能,能满足各种产品发泡的技术要求,真正能用于生产实际的表面活性剂或表面活性物质。它与广义发泡剂的最大区别就是其应用价值,体现其应用价值的是其优异性能。其优异性能表现为发泡能力特别强,单位体积产泡量大,泡沫非常稳定,可长时间不消泡,泡沫细腻,和使用介质的相容性好等。
狭义的发泡剂就是工业实际应用的发泡剂,一般人们常说的发泡剂就是指这类狭义发泡剂。只有狭义的发泡剂才有研究和开发的价值。

二、有机发泡剂存在的问题:
(1)、发气量小,一般仅是无机发泡发泡剂的15%-30%,残渣量大,其中包括水和挥发性物质,有时会有臭味和表面喷霜。
(2)、发泡的分解发热量大,难以去除,尤其在制品壁厚度大的情况下,会使内部塑料过热而分解,降低性能。
(3)、发泡剂几乎都是易燃品,分解温度低,储存和使用均应小心。
 
三、理想的化学发泡剂应满足下列要求:
1)、分解产生气体的温度范围应当狭窄
2)、释放气体的速度应快,发气率应能控制
3)、释放出来的气体应无毒,无腐蚀,不燃烧,以氮气最好二氧化碳也可以,还可以试二氧化氮,但二氧化氮气体有腐蚀性,最好不用
4)、化学发泡剂应容易分散均匀,能同塑料混熔者为最佳。
5)、价廉,存储稳定,无毒。
6)、分解后的残渣应无毒,无色,无嗅,也不会影响塑料的物理,化学性能以及力学性能,且呈化学惰性,不影响塑料的熔融速率和固化。
7)、分解时不应大量放热,不影响塑料熔融及固化。
8)、分解后的残渣同树脂相容性好,不发生残渣喷霜或渗析现象。
9)、发泡剂的分解温度同树脂的熔融温度应一致。
以上是发泡剂选择的要点,具体要根据所需要的条件来选择。

四、形成发展:
在塑料中加入一些填料,就可使塑料某些性能得到改进,由此更适合于某些专门用途。为了降低塑料的密度和硬度,或者增强它的隔热性或隔音性,则最理想的填料就是空隙。含有空隙或泡孔的塑料,分类为泡沫塑料。随着发泡的程度,也就是空隙造成的泡沫的体积份额的差异,泡沫塑料的性能与基础塑料可能有相当大的差别。发泡剂是一种化学品,可加到塑料中,在加工过程的适当时间,它即会放出气体,使塑料中形成泡孔。

 

塑料泡沫的形成一般可分为四个阶段:

第一阶段,发泡剂必须完全均匀地分散在聚合物内,聚合物通常呈液体或熔融态。发泡剂此时在聚合物中可以形成真正的溶液,或者仅仅是均匀地分散在聚合物中,形成二相系统。
第二阶段,大量单个的气泡形成后,该系统即转变成一个气体分散在液体中的系统了。此时往往要加入核化剂,以促进大量小气泡形成。核化剂一般是极细的惰性颗粒,它们为新气相的形成提供部位。
第三阶段,最初形成的泡孔在不断涨大,这是因为有更多的气体扩散并透过聚合物进入了泡孔。如果这段时间够长,则单个的泡孔就将互相接触。假如隔开单个泡孔的壁破裂,那么,通过这种聚结方式,就会形成更大些的泡孔。如果主要是通过泡孔互连而形成的泡沫,则称之为开孔式泡沫。如果是由互不相连的泡孔形成的泡沫,就叫闭孔式泡沫。如果允许泡孔聚结无限制地进行下去,那么泡沫就会塌陷,这是因为气体全部自动地与聚合物分离开了。
第四阶段,当聚合物粘度增加,泡孔不能再增长时,泡沫就会稳定住。采用冷却、交联或其它方法都可以增加聚合物粘度。发泡过程的后三个阶段,从时间来看,则可短至几分之一秒,最长也不会超过几秒钟。泡沫的形成,要求聚合物呈液态。为此,可通过加热溶解或塑化聚合物。泡沫塑料的生产过程几乎与任何普通塑料生产过程一样,通常经过挤塑、滚塑和注塑,以及增塑糊加工和热成型等过程。出于同样原因,基本上任何种类的塑料都能制成泡沫塑料。聚氯乙烯(硬质和软质都可)、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS和聚乙烯,都已工业规模地制成泡沫塑料。耐热工程塑料和热固性聚合物也是如此。