影响发泡剂ADC分解温度的因素.doc

李垂祥杨雷孙岩张彬彬（潍坊亚星集团股份有限公司 ， 潍 坊 ， 261031）摘 要通过正交试验 ，研 究 了 发 泡 剂 ADC 分解温度的影响因素 ，结 果 表 明 ：活 化 剂 种 类 对 ADC 分解温度影响最大 ，活化剂与发泡剂用量比次之 ；DSC 法和目视法测定分解 温 度 ，发现发泡剂粒径小有利于 活化剂活化 关键词 发泡剂 活化剂 分解温度 粒径Research of the Factors Affecting the Decomposition Temperature of Blowing Agent ADCLi Chuixiang Yang Lei Sun Yan Zhang Binbin(Weifang Yasing Group Co., Ltd, Weifang, 261031)Abstract：The factors which affect the decomposition temperature of blowing agent ADC was researched by orthogonal tests. The results showed that：Activator type is the most influencing factor to the decomposition temperature of ADC； the ratio of activator to blowing agent following； from determining decomposition temperature by DSC method and visual，we found that small size blowing agent is favourable to activate by activator. Keywords：blowing agent； activator； decomposition temperature； particle size发 泡 剂 ADC 的 分 解 温 度 为 200~210℃， 相 对偏 高 ，因此难于直接应 用到许多聚合材料中 ，特 别 是那些低软化温度或高温易分解 或 变 质 的 材 料 ，如聚氯乙烯(分解温度 170 ℃)、聚苯乙烯(软化温度100 ℃ )。

因此，这类树脂中使用发泡剂 ADC 时，必 须提高加工温度 ，这 就 易导致树脂的老化 、变 色 及泡沫制品泡孔不均匀等事故的发生 不 同 的 泡 沫 橡 塑 制 品 ， 具有不同的配方体系 和 成 型 工 艺 ，需 要 适 合 其 自 身 特 点 的 、具 有 特 种 性 能的专用发泡剂与 之 相 匹 配 ， 即需要具有对其最 适合的发气量 、分解温度和发气速率的发泡剂 其中分解温度是衡量发泡剂 ADC 性能的重要指标 ，同时又决定着发泡 制品成型时的加工温度 ， 本 文 主要研究了发泡剂 ADC 分解温度的影响因素 ，为今后根据不同材料和产品的加工 方 法 和 温 度 ，制取不同分解温度的专用发泡剂提供参考 11.1试验主要原材料发 泡 剂 ADC，LC2，平 均 粒 径（3.0±0.4）μm，MC1 平 均 粒 径 （3.9±0.6）μm，SC2， 平 均 粒 径 （6.7 ±1.0） μm，FC2， 平 均 粒 径 （14.9±1.5）μm， 均 为 潍 坊 亚星化学公司产品 ，氧 化 锌 、硬 脂 酸 锌 、三 盐 均 为工业级产品 1.2主要仪器 WRR 目视熔点测量仪 ，上海精密科学 仪 器 有 限 公 司 ；差示扫描量热仪 DSC204F1，德 国 耐 驰 仪 器制造有限公司 。

1.3试样制备(1) 复 合 物 的 配 制 ： 发 泡 剂 ADC 与 活 化 剂 混收 稿 日 期 ：2011-05-31合，得到物料 A2) 分别采用差示扫描式量热法 （DSC）和 目 视 法测定物料 A 的分解温度 174172170结果与讨论2168本文采用四因子 、三 水 平 [L9（34）正 交 试 验 表 ]进 行 正 交 试 验 ，主 要研究了发泡剂粒径 、活 化 剂 种 类 、活化剂与发泡剂用量比 ，对 ADC 发 泡 剂 分 解温 度 的 影 响 ， 其中活化剂选取了比较常用的氧化 锌、硬脂酸锌和三盐 （三盐基硫酸铅 ）2.1试验采取的因子 、水平和正交表166A1A2A3200190180170160表 1 试验采取的因子和水平 Tab.1 Factors and levels used in orthogonal tests C.活 化 剂 用 量/gD.发 泡 剂 用 量/gA.发 泡 剂 粒 径B.活 化 剂 种 类150140LC2（3.18 μm） SC2（6.76 μm） FC2（14.11 μm）氧 化 锌 硬 脂 酸 锌 三 盐0.51251020B1B2B3190180 表 2 正 交 试 验 结 果Tab.2 Results of orthogonal tests 170 试 验 号A 发 泡 剂 粒 径/ μmB 活 化 剂 种 类C 活 化 剂 用 量/gD 发 泡 剂 用 量/g分 解 温 度/℃1601234567893.183.183.186.766.766.7614.1114.1114.11169.10168.63170.802.17氧 化 锌 硬 脂 酸 锌 三 盐 氧 化 锌 硬 脂 酸 锌 三 盐 氧 化 锌 硬 脂 酸 锌 三 盐159.30182.47166.7323.170.512120.520.51173.77169.57165.208.57510202051010205165.43171.40171.706.27159.1184.0164.2160.7173.2172.0158.2190.2164.0150C1C2C3190180■■170■160K1150K2D1D2D3 K3 图 1各 因 子 与 ADC 分解温度的关系 R Fig.1 The relationship between factors and decompositiontemperature of ADC试验结果见表 2 和图 1，对数据整理后可得出 结论：（2） 不同活化剂对发泡剂的分解温度影 响 程度 不 同 ， 使 发泡剂分解温度降低幅度最大的是氧 化 锌 ，次 之 为 三 盐 ，最后是硬脂酸锌 。

锌 或 铅 化 合（1）影响发泡剂分解温度因素的大小顺序依 次为：活 化 剂 种 类＞活 化 剂 用 量>发 泡 剂 用 量＞发 泡剂粒径 物之所以对 ADC 发泡剂有较强的活化作用,可 以分 解 温 度/℃分 解 温 度/℃分 解 温 度/℃分 解 温 度/℃■■■■■■■■ ■从其分子化学结构上来分析[1] 锌或铅化合物中的离子外围电子排布为 4s24p2，具 有 空 轨 道 ，而 发 泡 剂 ADC 的分子式为 ：2 3 14.. H2NC N..N C NH2O..O..其中 N、O 上皆有孤对电子 根据路易斯酸碱配位原 理 ，ADC 的 N、O 原子上的孤对电子进入 Zn2+的 空轨道 ，—N—C—为 π 键， 由于 N、O 原 子 上 的 孤 对电子流失 ，使—N—C—电子云浓度流向 两 边 ，中 间重叠程度减小 ， 导致—N—C—键断裂 ， 从 而 使 ADC 活化分解 氧化锌是比三盐更好的活化剂的 原 因 是 ：锌 是 过 渡 元 素 ，铅 是 主 族 元 素 硬 脂 酸 锌分子中也存在锌离子 ，但硬脂酸根的存在 ，使 得 锌 离 子 对 N、O 上 孤对电子的吸引力减弱 ，从 而 使 其活化效果较氧化锌差 。

3）随 着活化剂含量的增多 ，发泡剂的分解温 度进一步降低 4）发 泡 剂 粒 径的影响顺序为 ：SC2(6.76μm)＞ LC2(3.18μm)＞FC2(14.11μm)，但是试验结果是在不 同发泡剂与活 化剂用量比的条件进行的 ， 因 此 试验结果存在偏差 ，粒 径 对 发 泡 剂 ADC 分 解 温 度 的 影响，将在下文中单独说明 2.2 粒径对发泡剂 ADC 分解温度的影响 试 验 过程中采用氧化锌分别与 4 种 不 同 粒 径 发 泡 剂 混 配 （配 比 为 10∶2），用 DSC 法 和 目 视 法 研 究粒径对分解温度的影响 2.2.1 不同粒径发泡剂经氧化锌活化后的 DSC 曲线 由图 2 中 DSC 曲线可以看出 ， 随着 粒 径 的 增 大 ，ADC 发 泡 剂 的分解起始温度及分解峰值均向 高温分向移动 2.2.2 不 同粒径发泡剂经氧化锌活化后的目视法 分解温度 由 图 3 中 可 以 看 出 ： 在氧化锌添加等量的情 况 下 ，不 同 粒 径 ADC 发泡剂分解温度的高 低 顺 序 为： FC2＞SC2＞MC1＞LC2发 泡 剂的活化过程发生在多相体系 ， 活 化 剂与发泡剂粒子表面的接 触反应和表面积大小有 关[2]，粒度降低有利于增加 比 表 面 积 ，即 粒 度 小 ，粒 子的比表面积大 ，与活化剂的有效接触机会增多 ， 提高粒子的热 传 导 效 率 提 高 ， 因此粒子越细活化 效果越明显 ，即分解温度更低 ，分解速度更快 。

1- LC2(3.18 μm)； 2-MC2（3.82 μm)； 3-SC2（6.76 μm）； 4-FC2（14.11 μm）图 2 不 同 粒 径 ADC 经氧化锌活化后的 DSC 曲 线Fig.2 DSC curves of different particle size ADCactivated by ZnO160155150FC2 14.11LC2 3.18MC1 3.82SC2 6.76粒 径/μm图 3粒 径 对 ADC 分解温度的影响 Fig.3 Effect of particle size to the decomposition temperature of ADC结论3⑴ 影响发泡剂分解温度因素的大小顺序依次为：活 化 剂 种 类＞活 化 剂 用 量>发 泡 剂 用 量＞发 泡 剂粒径2）不同种类活化剂活化效果依次为 ： 氧 化锌＞三盐＞硬脂酸锌 3）随着活化剂用量的增加 ，发泡剂的分解温 度进一步降低 4）DSC 法和目视法测定分解温度 ，发 现 粒 径 小的 ADC 比粒径大的更易于活化 参考文献[1]吴 俊 涛 ，周 琼 ，甄 红 宇 ，等. 发 泡 剂 AC 的热分解活化机 理 及 影 响 因 素[J].橡 胶 工 业 ，1999，46（7）：387-394Bayer，Strawberry，Newbury. Chemical Blowing Agents：[2]ProvidingProduction,EconomicandPhysical Improvements to a Wide Range of Polymers [J]. Plastics Additives & Compounding，2001，(25)：22-28分 解 温 度/℃吸 热 放 热file:///C|/Users/Administrator/Desktop/新建文本文档.txt涵盖各行业最丰富完备的资料文献，最前瞻权威的行业动态，是专业人士的不二选择。

file:///C|/Users/Administrator/Desktop/新建文本文档.txt2012/8/26 12:19:58。