发泡剂研究进展及趋势
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表面活性剂在聚氨酯泡沫制备中的影响研究摘要:基于国内外对于聚氨酯材料的研究,着重实验聚氨酯泡沫塑料制备过程中的发泡剂饱和水溶液,催化剂三乙醇胺(TEA)以及泡沫稳定剂B8433三者对制备过程中发泡体系的影响。
探求符合绿色化学理念的同时能够提升泡沫塑料的生产质量与效率。
发泡剂饱和水溶液的加入量的增加,聚氨酯泡沫制品的品质呈先升高后下降的趋势;催化剂三乙醇胺(TEA)加入量的增加则会使发泡体系速率明显加快;泡沫稳定剂B8433则主要影响发泡体系中乳白时间和上升时间,凝胶时间基本无影响。
关键字:聚氨酯泡沫塑料;表面活性剂;发泡体系;绿色化学;研究进展中图分类号:U446 文献标志码:A0 引言无论是在日常生活中还是在工业生产中,都需要对物品进行保温和隔热。
需要应用在多个场合的隔热保温材料,需要在保持其本身的保温性能优良的前提下,也能够降低成本,具备更多的额外功能。
目前,针对该问题的主流解决方案是聚氨酯硬质泡沫塑料:是一种多孔聚氨酯材料,由大量微孔和孔壁组成。
PURF是一种高度交联的热固性材料,具有良好的保温效果,重量轻,比强度高,耐化学性优异,其最突出的是保温隔热性能。
与诸如岩棉和诸如发泡聚苯乙烯的合成绝缘材料相比,PURF的导热率远小于上述材料的导热率。
它具有优良的隔热性能,己成为一类重要的合成树脂保温材料。
[1]泡沫塑料是以树脂为基础制成的内部含有无数微小泡孔的塑料泡沫塑料又称为微孔塑料或多孔塑料。
现代技术几乎能把所有的热固性和热塑性树脂加工成泡沫塑料。
主要品种有聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、酚醛、脉醛等泡沫塑料。
[2]聚氨酯泡沫塑料以其原料丰富、制备工艺简便、综合性能优良、使用范围广泛等特点成为泡沫塑料中的佼佼者。
聚氨酯泡沫塑料的本身传热性能低,且聚氨酯泡沫塑料中含有大量空气,而空气的运动又受到极为严重的阻碍,空气加上由于聚氨酯泡沫塑料中的微孔阻止了空气流通所形成的“对流热传导”作用如下图,所以就能起到很好的保温效果。
发泡剂的种类、特点及应用研究作者:袁斌炜应钱晶来源:《中国化工贸易·中旬刊》2019年第04期摘要:发泡剂主要是指能够将对象物质成孔的一种物质,在建筑行业、食品行业和采矿行业等领域有广泛的应用。
基于此,本文将发泡剂作为研究对象,对其种类、特点及应用进行研究,以期为生产厂家生产发泡剂及相关领域应用发泡剂提供理论参考。
关键词:水泥发泡剂;玻璃发泡剂;聚氨酯发泡剂根据不同的分类原则,可以将发泡剂分为不同的种类,按照生产工艺划分,发泡剂可以分为化学发泡剂、物理发泡剂以及表面活性发泡剂这三类;按照性质划分,发泡剂可以分为植物性发泡剂和动物性发泡剂;按照应用场景划分,发泡剂可以分为水泥发泡剂、橡胶发泡剂、塑料发泡剂以及聚氨酯发泡剂等类型,本文主要对水泥发泡剂及聚氨酯发泡剂进行分析。
1 水泥发泡剂的特点及应用1.1 水泥发泡剂的特点水泥发泡剂又被称作泡沫混凝土发泡剂,主要是指可以减少液体表面张力,形成均匀稳定泡沫的外加剂。
水泥发泡剂主要包括植物性和动物性这两种,其生产原料有所差异,在性能方面也有所不同。
植物性水泥发泡剂具备更强的透气性和保温性能,其生产成本偏低,动物性水泥发泡剂的泡沫稳定性、密封性和保温性更强,但是生产成本偏高。
1.2 水泥发泡剂的应用水泥发泡剂在工程建设领域的应用较为广泛,涉及到市政工程、建筑工程、基础设施工程及特殊建筑工程等。
①在市政工程领域,水泥发泡剂可以用于市政供水管道或者供暖管道的外部防护,提升市政管道的防腐性能及保温性能,保障市政工程的可持续发展;②在建筑工程领域,水泥发泡剂可以用于建筑地面辐射采暖的绝热层,也可以将其用于建筑屋顶部位,提升整个建筑的隔热保温效果,还可以用于建筑填充墙砌块施工环节,提升建筑的隔音效果,避免城市噪音污染的影响;③在基础设施工程领域,水泥发泡剂可以用于人行道或者运动场等区域的基层铺设工作,提升其抗渗性能和防潮性能;④在特殊建筑工程领域,水泥发泡剂可以用于植物栽培温室或者贮藏冷库施工中,提升植物栽培室的保温性能及贮藏冷库的隔热性能[1]。
co2超临界发泡-回复什么是CO2超临界发泡?CO2超临界发泡是一种在超临界状态下使用二氧化碳(CO2)作为发泡剂的发泡技术。
超临界状态是指当物质的温度和压力超过其临界点时所处的状态。
对于CO2来说,其临界点为31.1摄氏度和7.38兆帕(Mpa)。
在超临界状态下,CO2的物理和化学性质会发生显著变化,使其成为一种理想的发泡剂。
CO2超临界发泡的发展历史CO2超临界发泡技术最早可以追溯到20世纪70年代,当时研究人员发现CO2在超临界状态下具有较低的粘度和高的溶解能力,因此可以作为一种替代传统发泡剂的新型材料。
然而,由于设备和技术限制,一直到2000年代以后,该技术才开始得到广泛应用。
CO2超临界发泡的优势与传统的发泡剂相比,CO2超临界发泡具有许多优势。
首先,CO2是一种环保和可再生的发泡剂,因为其在大气中的存在不会对全球气候产生负面影响,且可以从工业过程中回收和再利用。
其次,CO2超临界发泡可在较低温度和较低压力下进行,从而有助于节能和减少生产成本。
此外,CO2超临界发泡还可以实现精密控制的发泡效果,从而产生具有均匀细腻泡孔结构的发泡制品。
最后,CO2超临界发泡还可以与其他添加剂和材料相结合,以满足不同应用领域的需求。
CO2超临界发泡的应用领域CO2超临界发泡技术已经在多个领域得到应用。
在食品行业中,CO2超临界发泡可以制造出具有轻盈口感和丰富泡沫的食品制品,例如啤酒和冰淇淋。
在建筑行业中,CO2超临界发泡可以用于制造保温材料和隔热材料,从而提高建筑物的能效。
在汽车制造业中,CO2超临界发泡可以用于制造轻量化的汽车零部件,以降低汽车的能耗和排放。
此外,在医药和化妆品领域,CO2超临界发泡可以用于制造微胶囊和纳米颗粒,以改善药物和化妆品的递送性能。
CO2超临界发泡的挑战和未来展望尽管CO2超临界发泡具有许多优势,但也面临一些挑战。
首先,设备成本较高,需要精密的控制和操作技术。
其次,CO2的流动特性复杂,对设备的密封性和耐腐蚀性要求较高。
泡沫混凝土的研究进展与应用共3篇泡沫混凝土的研究进展与应用1泡沫混凝土是一种具有轻质、保温、吸音、隔热等特点的新型建筑材料,近年来得到了广泛的应用。
泡沫混凝土的研究和应用可以追溯到20世纪初,自那时起,随着材料科学的不断发展和技术的不断推广,泡沫混凝土得到了广泛的关注和研究。
本文旨在介绍泡沫混凝土的研究进展和应用领域。
一、泡沫混凝土的研究进展1.材料性能泡沫混凝土是一种由水泡沫、水泥、细骨料和添加剂混合而成的轻质建筑材料,它具有轻质、保温、吸音、隔热、耐久性等优点,被广泛用于建筑、土木、地质等领域。
2.生产工艺泡沫混凝土的生产工艺包括物料配比、泡沫稳定剂的选择、泡沫生成和控制、搅拌和浇注等过程。
随着生产技术的不断改进和推广,泡沫混凝土的生产成本得到了降低。
3.复合材料复合泡沫混凝土是一种结合了泡沫混凝土和其他材料(如钢筋、粘土、石膏、木材等)的新型材料。
他们结合了两者的优点,同时克服了它们的缺点,具有更高的强度和更好的耐久性。
二、泡沫混凝土的应用领域1.建筑领域泡沫混凝土作为轻质建筑材料,被广泛用于建筑领域,如制作轻质混凝土板、保温隔热材料、墙体材料、预制构件等。
因为它的成本较低,加工简单,能够快速安装,所以在各种住宅和公共建筑的建设中得到了广泛的应用。
2.土木工程领域泡沫混凝土被广泛应用于土木工程领域,如道路、桥梁、堤坝、隧洞、管线等。
它具有非常好的隔热性能,可以为工程的施工提供良好的绝缘效果。
3.地质学领域泡沫混凝土可以用于挖沟、填洞、增强岩体等工程项目。
它的强度高、重量轻、耐久性好等特点,使它成为地质学领域的理想材料。
总之,泡沫混凝土在建筑、土木工程和地质学等领域都有广泛的应用,同时,随着技术的不断进步和创新,泡沫混凝土的应用前景非常广阔,将为建筑和工程领域的发展提供更多的可能性。
泡沫混凝土的研究进展与应用2随着建筑、道路、水利等工程的不断发展,对材料的性能要求也越来越高,同时以环保、节能及可持续性为目标的建筑材料需求也日益增大。
发泡剂种类发泡剂种类大全一、物理发泡剂物理发泡剂种类较多,如脂肪烃、氯代烃、氟氯烃和二氧化碳气体等,自20世纪50年代,一氟三氯甲烷(CFC-11)作为聚氨酯首选的发泡剂被广泛应用,因其对大气臭氧层有破坏作用,为了保护地球生态环境,必须禁止使用CFCS类化合物。
多年来国内外一直在寻找和开发理想的替代产品,替代发泡剂除考虑发泡剂本身的性质外,一般还需要对聚醚多元醇、匀泡剂、催化剂等原料进行适当调整与改善,使配方体系达到最优化,因此物理发泡剂的关键在于替代产品的开发与应用研究。
到目前为止,对发泡剂CFC~11的替代主要有以下四种方案。
(1)二氧化碳发泡剂二氧化碳发泡剂有两种,一种是异氰酸酯和水反应生成二氧化碳(水发泡)作为发泡剂,另一种是液体二氧化碳。
水发泡与CFC-11相比优点在于,二氧化碳ODP(臭氧损耗值)为零,无毒、安全、不存在回收利用问题,不需要投资改造发泡设备;缺点是发泡过程中多元醇组份粘度较高,发泡压力与泡沫温度都较高,泡沫塑料与基材粘接性变差,尤其是硬泡产品的热导率高;由于二氧化碳从泡孔中扩散速度较快,而空气进入泡孔较慢,从而影响泡沫塑料尺寸稳定性,虽然可以通过改性有所改进,但是仍然不如CFC-11发泡材料。
目前主要用于对绝热性要求不高的供热管道保温、包装泡沫塑料和农用泡沫塑料等领域;液体二氧化碳发泡优缺点与水发泡相同,目前主要用于聚氨酯软泡,用于硬泡可以克服水发泡增加了异氰酸酯的消耗量、泡沫塑料发脆和与基材粘接性差等缺点。
但是液体发泡要对发泡机进行改进,液体二氧化碳储运费用增加,目前液体二氧化碳发泡技术尚在不断研究与发展之中。
(2)氢化氟氯烃发泡剂氢化氟氯烃(HCFC)类发泡剂,分子中含有氢,化学特性不稳定,比较容易分解,因此其ODP要远远小于CFC-11,所以HCFC被当作CFC发泡剂第一代替代产品,在过渡时期内暂时使用,应尽可能在短时间内被无氯化合物所取代。
目前欧盟、美国、日本禁止使用HCFC类发泡剂的时间为2004年底,我国截止使用年限为2030年。
高性能环保聚氨酯泡沫填缝剂市场分析现状摘要本文对高性能环保聚氨酯泡沫填缝剂市场进行了详细的分析,包括市场规模、市场竞争格局、市场需求与趋势等方面。
通过对市场现状的深入研究,得出了聚氨酯泡沫填缝剂市场具有广阔前景的结论,并提出了一些建议和展望。
1. 引言高性能环保聚氨酯泡沫填缝剂是一种应用广泛的建筑密封材料,具有良好的隔热、隔音、防水、粘结和填缝性能。
随着环保意识的增强和可持续发展要求的提高,高性能环保聚氨酯泡沫填缝剂市场正逐渐崭露头角。
2. 市场规模据研究数据显示,近年来高性能环保聚氨酯泡沫填缝剂市场规模逐渐扩大。
2019年市场规模达到X亿美元,预计在未来几年将保持稳定增长。
这主要得益于建筑行业的发展和对节能环保材料的需求增加。
3. 市场竞争格局高性能环保聚氨酯泡沫填缝剂市场存在着一定的竞争格局。
目前市场上主要的竞争者包括公司A、公司B和公司C。
公司A具有技术实力和品牌优势,占据了市场的主导地位;公司B在产品研发和市场拓展方面表现出色,具有较强的竞争力;公司C 则主攻中低端市场,竞争压力较大。
4. 市场需求与趋势高性能环保聚氨酯泡沫填缝剂市场的需求日益增加。
这主要受到以下几方面因素的影响:4.1 环保意识的提升随着环保意识的提升,消费者对于使用环保材料的需求也在不断增加。
高性能环保聚氨酯泡沫填缝剂具有低VOC排放、无毒无味等优点,能够满足消费者对环保材料的需求。
4.2 建筑行业的发展随着建筑行业的发展,对于建筑密封材料的需求也在不断增加。
高性能环保聚氨酯泡沫填缝剂作为一种优质的建筑密封材料,受到了市场的青睐。
4.3 可持续发展要求的增加在可持续发展要求不断提高的背景下,高性能环保聚氨酯泡沫填缝剂具有一定的市场竞争优势。
其可降低能源消耗、减少污染排放,符合可持续发展的要求。
5. 市场展望高性能环保聚氨酯泡沫填缝剂市场具有广阔的前景。
随着建筑行业的不断发展和环保意识的提高,市场需求将会进一步增加。
同时,随着科技的不断发展,高性能环保聚氨酯泡沫填缝剂的性能和应用领域将会得到进一步拓展。
可用于制备发泡陶瓷的固废综合利用现状及研究进展随着人类经济水平和消费需求的不断提高,大量的固废被产生出来,其中包括了工业废弃物、建筑垃圾等,这些固废对于环境造成了极大的污染,如何对其进行有效的处理和利用成了当前亟待解决的问题。
今日我们将重点探讨可用于制备发泡陶瓷的固废综合利用现状及研究进展。
1. 可用于制备发泡陶瓷的固废分类可用于制备发泡陶瓷的固废主要包括煤矸石、矿渣、红泥、钢渣和废玻璃等。
这些固废物质中富含着铝、硅等元素,这些元素可以通过高温处理进而转化为发泡陶瓷的主要组成部分。
以煤矸石为例,其制备发泡陶瓷的工艺流程如下:(1) 煤矸石的破碎将煤矸石进行粉碎,使其尺寸以及表面积适宜,为后续的固体反应做好准备。
(2) 混合成粉将煤矸石粉末与发泡剂混合均匀,进入球磨机进行混合粉碎,最终得到均匀的混合粉末。
(3) 成型将混合粉末进行压制成型,采用梳式压机制成五棱柱型坯体。
(4) 陶化将压制成型的坯体放入窑中,经过高温处理使其产生化学反应,其表面膨胀形成发泡陶瓷。
发泡陶瓷具有优异的抗压、抗震性能以及热隔离性能,因此具有广泛的应用领域。
在建筑领域中,发泡陶瓷用于隔音、隔热和制作轻质混凝土等领域。
在轨道交通领域中,发泡陶瓷用于制作地铁隧道内的隔音板、隔热板等。
此外,发泡陶瓷还广泛应用于汽车、电子等领域。
4. 研究进展当前,发泡陶瓷的制备已经达到了工业化生产的水平,其应用领域也在不断扩展。
针对不同类型的固废,其制备发泡陶瓷的工艺也在不断优化,如采用微波炉快速升温等新技术。
同时,新型发泡陶瓷的研制也在不断推进,如多层复合发泡陶瓷、纳米发泡陶瓷等。
总之,可用于制备发泡陶瓷的固废综合利用已经成为一种重要的固废处理和资源利用方式,其制备工艺和应用领域也在逐步扩展和优化。
未来还需要加强相关研究和技术创新,进一步推动其发展和应用。
实训项目弹性体发泡材料挤出工艺的研究专业高分子材料应用技术班级 09高分子1组号八姓名赖科兴黄瑞欢刘娇李小云曾文芳一、实训目的1、学习了解高分子材料的科研过程2、对弹性体发泡材料挤出工艺的研究3、掌握单螺杆挤出机的使用二、技术背景、发展现状简介20世纪40年代由美国DuPont公司率先推出有机发泡剂二偶氮氨基苯(DAB),但是它在毒性和污染性方面有一些弊端,限制了其应用。
随后,AC、ABIN、二亚硝基五次甲基四胺(发泡剂H、DPT)等高效、非污染型有机发泡剂相继问世,标志着有机化学发泡剂逐步趋于成熟 ;今后AC发泡剂发展的方向在于大力开发吸热型、吸热/放热型以及高温分解型发泡剂品种,并通过母料化和表面改性降低发泡剂的粉尘污染,通过粒径细微化提高分解效率和分散度。
此外,制备AC复合型发泡剂也是很有前途的研究方向。
国内外对发泡剂的研究取得了较大进展,不仅拓宽了发泡剂的种类,而且通过对发泡剂的改性,使其性能更加优异。
但是,目前使用的发泡剂仍然存在许多不足,如发泡缓慢、发气量小、残余物有毒、易着色、价格昂贵、泡孔结构不均匀等,严重制约了泡沫塑料的生产和应用。
我国发泡剂研发基础较差,发展慢,产品种类少,附加值低,市场竞争力不强。
因此,开发高性能发泡剂和进行发泡剂活化改性品种的研究,是目前乃至今后一个时期内发泡剂开发领域的发展方向。
三、文献来源1. 科技期刊(内容包括:作者、题目、期刊名称、卷、期号、日期、页码)①陈祖敏 AC发泡剂的应用技术化学建材 1998②2. 科技图书(内容包括:作者、书名、出版社、出版日期、页码)①《功能助剂》2004年01月第一版化学出版社②《塑料配方大全》2009年01月第一版化学出版社③王文广田雁晨《塑料配方设计》化学出版社④李铁骑、齐昆《塑料挤出发泡制品的成型工艺与应用》3. 其它(如专利、网站/网页等)①中国期刊网②万方数据库③ 四、实验原理泡沫塑料是以气体物质为分散相以固体的树脂为分散介质所组成的分散体,它是一类带有许多气孔的塑料制品。
发泡剂的发展现状与趋势 黄富英 (琼州学院化学系06化本一班 16号,海南 五指山 572200)
摘要:阐述了发泡剂的发展、分类及国内外生产与应用情况。介绍了物理发泡剂、化学发泡剂和表面活性剂各种品种和特性;化学发泡剂则重点介绍了发泡剂ADC应用及发展趋势。提出国内今后发泡剂的发展趋势。 关键词:发泡剂; 物理发泡剂; 化学发泡剂; 发展
发泡剂是掺进聚合物体系中,在加工过程中适时释放出气体,使高分子材料形成微孔的一类助剂,根据气体形成的机理分为物理发泡剂、化学发泡剂和表面活性剂。 1物理发泡剂 物理发泡剂种类较多,如脂肪烃、氯代烃、氟氯烃和二氧化碳气体等,自20世纪50年代,一氟三氯甲烷(CFC-11)作为聚氨酯首选的发泡剂被广泛应用,因其对大气臭氧层有破坏作用,为了保护地球生态环境,必须禁止使用CFCs类化合物多年来国内外一直在寻找和开发理想的替代产品,替代发泡剂除考虑发泡剂本身的性质外,一般还需要对聚醚多元醇、匀泡剂、催化剂等原料进行适当调整与改善,使配方体系达到最优化,因此物理发泡剂的关键在于替代产品的开发与应用研究。到目前为止,对发泡剂CFC-11的替代主要有以下四种方案。 1.1二氧化碳发泡剂 二氧化碳发泡剂有两种,一种是异氰酸酯和水反应生成二氧化碳(水发泡)作为发泡剂,另一种是液体二氧化碳。水发泡与CFC-11相比优点在于,二氧化碳ODP(臭氧损耗值)为零,无毒、安全、不存在回收利用问题,不需要投资改造发泡设备;缺点是发泡过程中多元醇组份粘度较高,发泡压力与泡沫温度都较高,泡沫塑料与基材粘接性变差,尤其是硬泡产品的热导率高;由于二氧化碳从泡孔中扩散速度较快,而空气进入泡孔较慢,从而影响泡沫塑料尺寸稳定性,虽然可以通过改性有所改进,但是仍然不如CFC-11发泡材料。目前主要用于对绝热性要求不高的供热管道保温、包装泡沫塑料和农用泡沫塑料等领域。液体二氧化碳发泡优缺点与水发泡相同,目前主要用于聚氨酯软泡,用于硬泡可以克服水发泡增加了异氰酸酯的消耗量、泡沫塑料发脆和与基材粘接性差等缺点。 1.2氢化氟氯烃发泡剂 氢化氟氯烃(HCFC)类发泡剂,分子中含有氢,化学特性不稳定,比较容易分解,因此其ODP要远远小于CFC-11,所以HCFC被当作CFC发泡剂第一代替代产品,在过渡时期内暂时使用,应尽可能在短时间内被无氯化合物所取代。目前欧盟、美国、日本禁止使用HCFC类发泡剂的时间为2004年底,我国截止使用年限为2030年。目前商业上可以替代CFC-11最成熟的产品为HCFC-141b,它与多元醇和异氰酸酯的相溶性好,在不增加设备的条件下可以直接用HCFC-141b代替CFC-11,在达到同样密度和相近的物理特性泡沫体时用量要少于CFC-11。HCFC-141b的缺陷在于原料价格较高,对某些ABS和高抗冲击性聚苯乙烯具有溶解性,且其导热系数CFC-11高,因此需要得到的泡沫体密度较高,才可以达到隔热效果。另外一类代替CFC-11的氢化氟氯烃产品为60:40的HCFC-22/HCFC-141b混合物,这类混合物是工业生产中最常用的溶剂,生产技术成熟,价格适中,缺点在于HCFC-22/HCFC-141b体系在一般多元醇中的溶解度相对较低,加工含有HCFC-22的多元醇相对困难。 1.3烃类发泡剂 用于聚氨酯发泡剂的烃类化合物主要是环戊烷,特别是环戊烷的硬泡体系具有导热系数较低和抗老化性能,ODP值为零等优点,常被用于冰箱、冷库和建筑的隔热保温等领域,已经成为我国硬泡CFC-11替代品的首选。另外以正丁烷、异丁烷作为辅助发泡剂,制备环戊烷聚氨酯硬泡必须解决以下两个问题,选用防爆设备解决环戊烷易燃、易爆的问题;采用一定措施如正戊烷、异戊烷与环戊烷一起使用,可以改善泡沫流动性,从而解决环戊烷在聚醚多元醇中溶解性差的问题。近年来我国环戊烷的生产开发取得较大进展,以乙烯裂解副产C5为原料,经过解聚、加氢等工艺可以获得高纯度环戊烷。北京化工研究院承担的“环戊烷产品开发”项目通过鉴定,目前国内吉林龙山化工厂、北京东方化工厂、南京红宝丽股份有限公司等已经成功建设环戊烷生产装置,并与国内多家著名的冰箱生产企业联合,为其提供环戊烷型组合聚醚用作发泡材料使用。 1.4氢化氟烷烃(HFC)发泡剂 HFC类化合物ODP值为零,在软质PU泡沫生产中是CFC-11理想的替代产品,早期的HFC类发泡剂主要是HFC-134a和HFC-152a,这两种发泡剂具有低分子量和低沸点,达到相同密度和相近物理特性泡沫体时,用量比CFC-11用量少,并且性能比较稳定,但是它们的缺陷在于导系数比较高,且在一般多元醇中的溶解度较低,加工含有HFC-134a和HFC-152a的组合聚醚相对比较困难,另外需要发泡设备以满足加工要求。由于这两种产品的缺点,人们加快了新型HFC类发泡剂的研究开发工作。目前研究开发表明HFC-245fa和HFC-365mfc两个品种非常具有潜力。这两种产品与CFC-11具有相近的特性,导热系数与HCFC-141b在同一范围内,其ODP值为零,毒性极低,尺寸稳定性能好,HFC-245fa电绝缘性能优异,缺点是沸点较低;HFC-365mfc的沸点高,但是具可燃性。目前国内外业界一致认为上述两种产品是最为理想的CFC-11的替代产品,受到特别重视,研究生产步伐迅速,国外已经进入工业化生产的阶段,如2003年10月日本中央玻璃公司化学子公司建设了年产5000t的HFC-245fa装置,2002年底索尔维公司在法国建设了年产1.5万t的HFC-365mfc装置。 2化学发泡剂 作为化学发泡剂使用的物质种类很多,按化学结构分主要有N-亚硝化合物,如N,N'-二亚硝基五次甲基四胺(DPT)、N,N'-二甲基-N,N'-二亚硝基对苯二甲酰胺(NTA)等;偶氮化合物,如偶氮二甲酰胺(ADC)、偶氮二异丁腈、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸二乙酯、二偶氮氨基苯、偶氮二甲酸钡等;酰肼类化合物,如4,4'-二磺酰肼二苯醚(OBSH)、对苯磺酰肼、3,3'-二磺酰肼二苯砜、4,4'-二苯二磺酰肼、1,3-苯二磺酰肼、1,4-苯二磺酰肼等。主要使用的品种有发泡剂ADC、DPT、OBSH等,其中ADC在国外占化学发泡剂消费量的90%,在我国占95%以上。 2.1 ADC发泡剂 我国是全球最大的ADC生产国与供应国,年生产能力达到15万t,约占全球总生产的50%左右,1995~2003年生产能力年均增长率约为18%,呈现了快速的发展势头。生产厂家约为30余家,遍布全国30个省市,其中江苏索普集团、浙江巨化集团公司、江西电化厂、宁夏电化厂年生产能力都达到万吨级水平;生产设备有许多改进,如次氯酸钠生产设备大型化、连续化;缩合釜、氧化釜大型化;改用连续干燥工艺等。优化了合成水合肼工艺、氧化工序的控制参数,提高各工序收率,副产品的综合利用等。目前国内ADC发泡剂的消费结构约为聚氯乙烯占40%、聚乙烯35%、聚丙烯12%、橡胶5%、其他8%。每年有5000~6000t的出口量,产品主要出口到东南亚、日本、韩国、俄罗斯等地。尽管我国ADC生产能力和工艺技术有较大进步,但是仍普遍采用尿素法合成水合肼为原料,资源浪费和环境污染严重;而国外主要采用酮氮法或过氧化氢法原料生产ADC发泡剂。其中差距最明显的是国内只能生产ADC纯品,只有极少数厂家开发生产有限的改性ADC发泡剂品种,但产量不高、性能不稳定、应用范围窄。随着塑料工业的发展,单一的ADC发泡剂已不能满足需求,因此改性ADC发泡剂应运而生。 2.2发泡剂OBSH 发泡剂OBSH化学名称为4,4'-二磺酰肼二苯醚,是塑料和橡胶工业常用的低温发泡剂,主要由二苯醚磺化后与水合肼反应而得,最早是由日本开发使用,尤其在超高频电线电缆领域得到青睐和广泛应用。OBSH优点为分解温度较低,不需要加分解助剂;适合各种合成材料;毒性极低,适用于接触食品的包装材料;电绝缘性能好;有硫化剂和发泡剂双重作用;泡孔细密均匀。目前国外已经开发出多种OBSH的改性系列化产品,如日本永和化成的N#3000、5000、100S、100M等OBSH改性产品。我国也对OBSH进行了研究开发,目前山西化工研究院、杭州海虹公司等建有小规模的生产装置。发泡剂OBSH由于价格相对较高,应用受到一定限制。 2.3发泡剂DPT 化学名称N,N'-二亚硝基五次甲基四胺,主要用作橡胶发泡剂,分解热大,常加入尿素、脲的 衍生物、三聚氰胺等防止刺激性气味产生,基本上不用于塑料发泡使用,国内有多家生产企业,如北京化工三厂、上海助剂厂、南京化学助剂厂、苏州助剂厂、衡阳有机合成化工厂等。消费量不高。 3表面活性剂 阴离子表面活性剂水溶液在机械作用力引入空气的情况下,产生大量泡沫,在纸面石膏板、发泡混凝土领域大量应用。发泡剂均具有较高的表面活性,能有效降低液体的表面张力,并在液膜表面双电子层排列而包围空气,形成气泡,再由单个气泡组成泡沫。发泡剂的实质就是它的表面活性作用。没有表面活性作用,就不能发泡,也就不能成为发泡剂,表面活性是发泡的核心。 常用的表面活性剂类发泡剂有:十二烷基硫酸钠(K12)、脂肪醇聚氧、乙烯醚硫酸钠(AES)、松香皂类发泡剂、动植物蛋白类发泡剂、纸浆废液等。 4结束语 随着我国合成树脂工业的迅猛发展,发泡剂与其他塑料助剂一样呈现良好发展前景和巨大市场潜力。我国发泡剂工业生产基础较好,今后应加快CFCs化合物的替代产品开发与推广;紧跟国际潮流,加大主要发泡剂ADC的改性研究与生产,增加产品附加值和技术含量;随着国内塑料品种多样化,加大万能发泡剂OBSH的生产与改性研究,满足国内合成树脂行业不断增长的需求。