ما هي أنواع عامل الرغوة البلاستيكية؟

Sep 15, 2023 ترك رسالة

وفقًا لمصدر غاز الرغوة، يمكن تقسيم عوامل النفخ إلى الفئتين التاليتين: عوامل النفخ الفيزيائية وعوامل النفخ الكيميائية. كما يوحي الاسم، ينتج عامل النفخ الفيزيائي الغاز من خلال التغيير المادي للحالة - بشكل عام من السائل إلى الغازي؛ ومن ناحية أخرى، فإن الغاز الناتج عن عوامل النفخ الكيميائية يتم من خلال تفاعل كيميائي. هذا الأخير عبارة عن مادة كيميائية حساسة للحرارة، عند تسخينه، يخضع عامل النفخ لتفاعل تحلل لإنتاج منتجين تحلل، غازي وصلب، ويمكن تقسيم النوعين المذكورين أعلاه من عوامل النفخ إلى العديد من الفئات الفرعية. عامل النفخ الفيزيائي من الناحية النظرية، يمكن استخدام أي مادة يمكن خلطها مع بوليمر ومن ثم تبخيرها أثناء المعالجة كعامل نفخ. ولكن من الناحية العملية، من الأفضل لعوامل النفخ الفيزيائية أن تسيل في ظل الظروف المناسبة وأن تتبخر عند (أو أقل) من درجات حرارة معالجة البلاستيك العادية لتتحول إلى رغوة بلاستيكية. يجب أن تكون عوامل النفخ هذه قابلة للذوبان في البوليمرات في ظل الظروف المناسبة، ولكن ليست قابلة للذوبان بشكل مفرط. تعد قدرة غاز عامل النفخ على اختراق البوليمر أمرًا مهمًا، كما هو الحال مع حجم الغاز المنطلق لكل وحدة وزن لعامل النفخ. يُعرف الأخير بكفاءة عامل النفخ، وهو مؤشر مهم لجميع أنواع عوامل النفخ، والمعيار لعوامل النفخ الفعالة هو إطلاق ما لا يقل عن 150-200 سم مكعب. من الغاز لكل جرام (في الحالة القياسية).

 

عوامل النفخ الفيزيائية الأكثر استخدامًا اليوم هي مركبات الكلوروفلوروكربون والهيدروكربونات والغازات المضغوطة مثل النيتروجين وثاني أكسيد الكربون. متطلبات استخدام هذا النوع من عوامل النفخ هي أن درجة الحرارة والضغط يجب أن تضمن خلط عامل النفخ مع البلاستيك في شكل سائل. عندما تتغير درجة الحرارة و/أو الضغط، يتبخر عامل النفخ وتبدأ الرغوة. على سبيل المثال، إذا تم ضخ عامل نفخ هيدروكربون منخفض الغليان في جهاز بثق مملوء بالبلاستيك المنصهر، فإن الضغط العالي في الطارد سيبقي عامل نفخ الهيدروكربون في صورة سائلة ليذوب في البوليمر، وعندما يترك ذوبان البوليمر الطارد ، فإن انخفاض الضغط المفاجئ سوف يجبر عامل النفخ على التبخر، مما يؤدي إلى ظهور الرغوة. تتطلب الغازات البسيطة، مثل النيتروجين وثاني أكسيد الكربون، ضغوطًا أعلى بكثير من الهيدروكربونات أو مركبات الكلوروفلوروكربون لتحقيق هذه النتيجة. يمكن للعوامل النووية أن تعزز تكوين بنية خلية موحدة.


لإنتاج رغاوي ذات كثافة منخفضة للغاية (كثافات منخفضة تصل إلى حوالي 10 رطل/قدم مكعب)، يعد استخدام مركبات الكلوروفلوروكربون وعوامل نفخ الهيدروكربونات فعالاً للغاية. هناك سببان رئيسيان لهذا. أحدهما هو أن كمية عامل النفخ المطلوبة كبيرة جدًا (أحيانًا تصل إلى 20% أو أكثر من وزن الراتنج الأساسي)، وهذا النوع من عوامل النفخ أرخص من عامل النفخ الكيميائي، مما يعوض التكلفة المرتفعة للراتنج الأساسي. معدات؛ ثانياً، يتعلق الأمر بالديناميكا الحرارية لتثبيت الرغوة. كما تمت مناقشته سابقًا في هذه المقالة، لكي تستقر الرغوة، يجب تغيير لزوجة البوليمر المنصهر قبل أن ينهار. يمكن لعوامل النفخ الهيدروكربونية والكلوروفلوروكربون الأكثر استخدامًا أن تقلل في الواقع من لزوجة ذوبان البوليمرات المستخدمة فيها. وعندما تتبخر وتنفصل عن محلول البوليمر، تزداد لزوجة الذوبان، مما يقلل من تكاليف التبريد المطلوبة لتثبيت الرغوة. وهذا مهم بشكل خاص للرغاوي ذات الكثافة المنخفضة للغاية.


على الرغم من الفوائد الكامنة في عوامل النفخ، إلا أنها لا تخلو من مشاكل في استخدامها. معظم عوامل النفخ هذه تلوث البيئة الطبيعية وتستمر في التفاقم. وعلى وجه الخصوص، مركبات الكلوروفلوروكربون. تواجه الهيدروكربونات أيضًا هذه المشكلة، ولكن بدرجة أقل.