Додаючи деякі наповнювачі до пластику, деякі властивості пластику можна покращити, щоб він був більш придатним для деяких спеціальних цілей. Для того, щоб зменшити щільність і твердість пластику або підвищити його тепло- чи звукоізоляцію, найбільш ідеальним наповнювачем є порожнеча. Пластмаси, що містять порожнечі або бульбашкові отвори, класифікуються як пінопласт, і залежно від ступеня спінювання, тобто різниці в об’ємній частці піни, спричиненої порожнечами, характеристики піни можуть значно відрізнятися від основного пластику. Піноутворювач — це хімічна речовина, яку можна додати до пластику, і в потрібний момент під час обробки він виділить газ, спричиняючи утворення бульбашок у пластику. Утворення пінопласту можна загалом розділити на чотири етапи.
·Чотири етапи процесу спінювання·
【Перший етап】
Спиноутворювач повинен бути повністю рівномірно диспергований всередині полімеру, який зазвичай знаходиться в рідкому або розплавленому стані. Піноутворювач може потім утворювати справжній розчин у полімері, або він може бути просто рівномірно диспергований у полімері, утворюючи двофазну систему.
【Другий етап】
Після утворення великої кількості окремих бульбашок система перетворюється на систему газу, диспергованого в рідині. У цей час часто потрібні агенти, що утворюють зародки, щоб сприяти утворенню великої кількості маленьких бульбашок. Нуклеатори, як правило, є дуже дрібними інертними частинками, які забезпечують місця для утворення нових газових фаз.
【Третій етап】
Пори, які спочатку утворилися, продовжують рости, оскільки більше газу дифундує через полімер і потрапляє в пори. Якщо цей період досить тривалий, окремі клітини будуть контактувати одна з одною. Якщо стінка, що розділяє одну клітину, руйнується, через це злиття утворюється більша клітина. Якщо піна утворюється в основному через з’єднання бульбашок, її називають піною з відкритими порами. Якщо піна утворена не з’єднаними бульбашковими отворами, її називають піною із закритими порами. Якщо коалесценція клітин не зупиняється, піна руйнується, оскільки газ автоматично відокремлюється від полімеру.
【Четвертий етап】
Коли в'язкість полімеру збільшується і клітина більше не може рости, піна стабілізується. В'язкість полімеру можна збільшити охолодженням, зшиванням або іншими способами.
Можна побачити, що останні три стадії процесу спінювання, з точки зору часу, можуть бути короткими як частки секунди, найдовший не перевищуватиме кількох секунд. Для утворення піни полімер повинен бути рідким. Це дозволяє розчиняти або пластифікувати полімер шляхом нагрівання. Процес виробництва пінопласту майже такий самий, як і будь-який звичайний процес виробництва пластику, зазвичай шляхом екструзії, ротаційного формування та лиття під тиском, а також обробки пластифікаційною пастою та термоформування. З тієї ж причини практично з будь-якого пластику можна зробити піну. ПВХ (твердий і м’який), полістирол, поліпропілен, АБС і поліетилен переробляються в піну в промислових масштабах. Те саме стосується термостійких інженерних пластмас і термореактивних полімерів.
·Піноутворювач AC·
Спиноутворювач AC отримують окисленням дісечовини, світло-жовтого або оранжево-жовтого кристалічного порошку. Його молекулярна маса становить 116, теплота розкладання 359,9 Дж/г ступеня, газ розкладання складається в основному з азоту (65%), монооксиду вуглецю (32%) і невеликої кількості вуглекислого газу (3%). Розкладені тверді залишки в основному представляють собою бісечовину, ціанурову кислоту та уразол. Розкладання з легким смаком аміаку, негорючий, самозатухаючий. Стабільне зберігання при кімнатній температурі. Цей продукт можна вважати нетоксичним.
Спиноутворювач AC має гарну продуктивність. Тому він широко використовується, особливо в профілях з твердого спіненого ПВХ.
·Вплив кожного компонента профілів із жорсткої піни ПВХ на піну AC·
1.1ПВХ смола:
ПВХ-смола зі значенням K у діапазоні 58-65 вибирається для загальних профілів. ПВХ смола з низьким значенням K часто використовується для спінювання матеріалів, що сприяє швидкому гелеутворенню під час обробки та забезпечує однорідну структуру розплаву при температурі спінювання.
1.2 Стабілізатор:
На додаток до термостабілізуючої дії в композиції, термостабілізатор також відіграє роль у зниженні температури розкладання ініціатора, діючи як активатор, сприяючи розкладанню AC і роблячи температуру спінювання відповідною до температури обробки.
Експеримент показав, що зі збільшенням дози трисолі температура розкладання АС значно знижувалася, а вихід газу збільшувався. Твердий барій і твердий свинець також впливають на зниження температури розкладання АС, але вони впливають на зниження виходу газу АС. Тому необхідно всебічно підходити до вибору кількості стабілізатора.
1.3AC Вентилятор:
Зі збільшенням кількості спінювача АС об’єм газу збільшувався, а щільність продукту зменшувалася. Коли кількість AC знаходиться на певному значенні, щільність виробів з ПВХ низька, а поверхня гладка. Однак, оскільки кількість змінного струму продовжує збільшуватися, кількість газу є занадто великою, тому міцність розплаву ПВХ не може покрити отвір для бульбашки, в результаті чого отвір для бульбашки розривається, зовнішній вигляд виробу здається руйнованим, і збільшується щільність продукту. Дозування спінювача проти змінного струму слід вибирати відповідно до оптимального дозування різних продуктів.
1.4Модифікатори:
Існує багато видів модифікаторів твердого ПВХ, серед яких CPE та ACR є основними модифікаторами. Додавання ACR може підвищити міцність розплаву полівінілхлоридної смоли, завдяки чому стінка бульбашки може витримувати тиск газу в бульбашці під час процесу спінювання, не руйнуючись і не викликаючи великих отворів. Зі збільшенням кількості ACR міцність розплаву зростає, а пори бульбашок стають меншими та більшими. Таким чином, ACR не тільки впливає на структуру клітин, але також впливає на щільність продукту.
Основною функцією CPE є підвищення ударної міцності твердих ПВХ матеріалів. Вибір різних типів CPE та його дозування мають великий вплив на продуктивність ПВХ системи. Загалом CPE-135A є хорошим, а сума додавання становить 5%-15%.
1.5Використання CaCO3:
У системі з низьким піноутворенням кількість CaCO3 невелика, і він відіграє роль зародкоутворювача, який допомагає утворювати відповідні отвори для бульбашок. Однак надмірне додавання CaCO3 робить осередок нерівномірним, і щільність матеріалу відповідно збільшується, що також негативно впливає на ударну міцність. Як правило, дозування 10%-15% є кращою.
·Увага·
① У складі профілів з жорсткого пінополівінілхлориду тип полівінілхлоридної смоли, кількість і вибір стабілізатора, вибір модифікатора та вибір CaCO3 мають значний вплив на систему пінополіуретану змінного струму, і найкраща формула повинна бути обрана через експерименти.
② Тиск екструзії, температура екструзії, температура матриці, час утримання та швидкість шнека в процесі екструзійного формування впливають на систему спінювання змінного струму, тому умови процесу екструзії повинні суворо контролюватися.
