发泡剂与消泡剂原理.pptxVIP

发泡剂与消泡剂原理第1页/共49页第2页/共49页§8.1 概述泡沫现象发泡剂消泡剂第3页/共49页§8.2 发泡与消泡原理§8.2.1 泡沫的形成 泡沫类似于乳液，乳液形成大量的水油界面，泡沫则形成大量的气液界面，但都需在机械力的作用下产生 泡沫：就是不溶性气体在外力作用下进入液体之 中，并被液体相互隔离的非均相体系。∵ dG = -SdT + Vdp + r·dA P、T一定，dG=r·dA △G =r·△A第4页/共49页 ∵ dG = -SdT + Vdp + r·dA P、T一定，dG = r·dA △G = r·△A ∴ 产生泡沫，△A 增加，△G增加 表面活性剂r ↓ 纯液体，r不变 ∴加入表面活性剂有利于泡沫的生成，但产生的 泡沫仍是热力学不稳定的，部分抵消由于△A　 造成的△G　。第5页/共49页重力作用，液体沿泡壁流下，变薄而易于破裂 影响泡沫稳定性的因素 表面弹性 表面粘度 增加粘度降低挥发性 第6页/共49页§8.2.2 泡沫的破裂泡沫不稳定，大小、分布改变，泡壁减薄时易破裂。 R↘P↗， ∴大小气泡内气压不等 ∴气体总是从小气泡的高压侧向大气泡的低压侧通过界膜进行扩散，小气泡↘，大气泡↗， 破裂。第7页/共49页消泡机理: 消泡剂常以微粒的形式，渗入到泡沫的体系中。泡沫体系要产生泡沫时，存在于体系中的消泡剂立刻破坏气泡的弹性膜，抑制气泡的产生。若气泡已产生，添加的消泡剂接触泡沫后，进一步扩展，层状侵入，取代原泡沫的膜壁。 ∵低表面张力的液体总是要流向高表面张力的液体 ∴消泡剂本身低表面张力使膜壁逐渐变薄，从而导致气泡的破裂 第8页/共49页消泡剂： 低的表面张力，低HLB值，不溶于发泡介质中，但又能均匀分散于泡沫介质中，产生持续、均衡的消泡能力。 要起泡时，阻止气泡的产生；已起泡沫，迅速地散步，破坏气泡的弹性膜，使之破裂。 第9页/共49页 消泡剂要起作用，首先必须渗透到泡沫间的液膜上，渗入能力用E表示（E0），消泡剂渗入到液膜上，又要能很快地散布开，散布能力可用散布系数S表示。 Ross公式：渗入系数：E= rF + rDF - rDO 散布系数：S= rF – rDF – rD O E、SO，消泡剂才具有消泡能力。第10页/共49页§8.3 发泡剂 §8.3.1 概述定义: 发泡剂是一类能使处于一定粘度范围内的 液态或塑性状态的橡胶、塑料形成微孔结 构的物质。分类: 根据产生气泡的方式 物理发泡剂 化学发泡剂第11页/共49页 物理发泡剂: 依靠一定温度范围内物理状态的改变 达到发泡的目的.性能要求: ①无毒、无味、无腐蚀性； ②不易燃易爆； ③不损坏聚合物的性能； ④气态时必须是化学惰性的； ⑤常温下具有低的蒸气分压； ⑥分子量小相对密度大，第12页/共49页发展： 早期：压缩气体(空气、CO2，N2等) 挥发性的液体(b.p110℃) 最佳：氟代烃特点：自身价格低廉但所需设备昂贵第13页/共49页 化学发泡剂：定义：通过化学变化产生气体进而发泡的物质。发泡效果的影响因素： 分解温度：必须与聚合物的熔融温度相适应 发气量：衡量化学发泡剂发泡效率的指标 分解速度： 分解热：第14页/共49页第15页/共49页化学发泡剂的性能要求： ①热分解温度是一定的，分解时不应大量放热 ②热分解反应的速度必须是可控的，而且必须有 足够的产生气体的速度， ③所产生的气体必须是无腐蚀性的，易分散或溶 解在聚合物体系中； ④分解残渣与聚合材料相容，无不良气味，低 毒，无色；不影响聚合材料的物化性能。第16页/共49页化学发泡剂的分类： 无机化学发泡剂 有机化学发泡剂碳酸盐亚硝酸盐硼氢化物过氧化氢N-亚硝基化合物偶氮化合物酰肼类化合物尿素化合物其他第17页/共49页 无机化学发泡剂 碳酸盐 碳酸铵碳酸氢铵碳酸氢钠第18页/共49页 碳酸铵组成：NH4HCO3 · NH2COONH4分解温度：30℃开始，55-66℃剧烈发气量：700-980 ml/g特点：便宜，发气量高，但贮存稳定性差，在聚 合物中分散困难，而且有一定的氨味，碱 性对橡胶硫化有促进作用返回第19页/共49页 碳酸氢铵分解温度：60℃发气量：850 ml/g特点：热分解温度比碳酸铵高，比碳酸铵稳定， 便于贮存；分解反应是可逆的，分解速度 可控，能得到均匀的微孔泡沫制品。 在聚合物中分散困难且具有氨味返回第20页/共49页 碳酸氢钠分解温度：100℃开始，140℃迅速发气量：267 ml/g特点：碳酸氢钠不产生刺激性的氨气， 但其发气量较碳酸氢铵低，而且分解残渣 Na2CO3具有强碱性。返回第21页/共49页 亚硝酸盐： 主要是亚硝酸铵组成：NH4Cl + NaNO2特点: 亚硝酸铵的热分解是不可逆的，