一般来说做高分子材料改性的同行,多多少少都碰到过发泡不均匀的糟心事,在高分子材料改性的流程里,ADC改性发泡剂是用来调节材料密度,给材料赋予缓冲或者隔热性能的核心助剂的,不少一线的技术人员都碰到过这类情况,哪怕是同一个牌号的发泡剂,换了不同的基材或者调整了工艺参数之后,泡孔直径忽大忽小,闭孔率波动很明显,甚至还会出现表层和芯部的发泡程度对不上的情况,这类问题大多不是发泡剂本身没法正常发泡,而是它和现有配方体系的适配性出了偏差,我们这里就不聊太泛的通用发泡剂介绍了,直接从作用机理,环保合规还有技术匹配这几个方向,帮大家一步步排查发泡不均的根本原因。

ADC改性发泡剂是偶氮二甲酰胺的改性产物,它本身的特点是分解温度可以调整,发气量也大,不过这两个点恰恰也是很多人容易踩坑的地方,不少客户只盯着分解温度这一个参数看,完全忽略了助剂本身的形态,不管是粉体还是母胶粒,对最终分散效果的影响,粉体形态的ADC要是没做表面处理,或者没提前和载体预分散的话,在高剪切混炼的初期特别容易出现团聚的情况,一旦局部的浓度太高,分解的时候就会冒出大量气体,直接把泡壁撑破,最后形成连通泡甚至塌泡,反过来要是发泡剂颗粒在基体里分布得太稀疏,整体的泡孔数量不够,材料的密度就很难降到预先设定的数值。

ADC改性发泡剂用于高分子材料,发泡不均问题排查与分析-1

这个藏得更深的分解相关问题很多人不容易发现,高分子材料熔融塑化之后的实际温度场本来就不是完全均匀的,螺杆后段还有模头区域,通常情况下会存在±5℃的局部温差,要是发泡剂的分解温度刚好落在这个温差区间里,就会出现局部提前发泡,局部又滞后发泡的“双峰”泡孔分布,大家可以试着把发泡剂的分解温度设定成比实际加工温度高20-30℃,留出足够充分的混炼时间,同时搭配活性氧化锌这类促进剂微调分解的起始点,不用一碰到问题就改动配方的主材。

现在环保法规对亚硝胺这类副产物的限值要求收得越来越紧,不少改性厂都开始转向低VOC,无亚硝胺的发泡体系,传统的ADC发泡剂在分解过程里,有可能释放出微量的有毒副产物,经过改性的ADC产品在这方面的表现就好很多,不过换用环保型发泡剂之后,不少人也碰到了发气量略有下降,或者泡孔细腻度不如之前的情况,这是因为改性处理的过程里,发泡剂的分解动力学也跟着变了,气体的释放速度还有峰值温度都出现了偏移,这时候你只是单纯换掉助剂,不去调整配方里的分散剂、润滑剂的种类,很容易出现气体释放量够了,泡孔却撑不开的尴尬情况,有个比较实用的思路,就是先做小试,拿一台小型开炼机,对比粉体ADC改性发泡剂和预分散母胶粒形态的产品,在同一个配方下的发泡密度还有泡孔形貌,母胶粒本来就提前和弹性体载体还有分散剂共混过了,在高分子基材里的分布均匀性比粉体好不少,能有效缩小因为分散不良引发的泡孔变异。

大家做高分子材料改性的时候,经常要同时对比好几个供应商的ADC改性发泡剂,单看产品规格书的话,分解温度、发气量这些参数好像都差不了多少,实际投产的时候,工艺窗口的宽容度才是决定良品率的核心因素,影响这个宽容度的因素有好几个,同型号的发泡剂,要是60%的粒径集中在5-8μm,和90%的粒径落在2-5μm的批次比起来,发泡均匀性会有很明显的差别,细粒径分布的助剂,更容易在低剪切的条件下实现微观层面的均匀分散,ADC改性之后有没有残留没反应完的单体,或者酸碱性物质,也会直接影响泡孔壁的熔体强度,有时候发泡不均根本不是发泡剂本身的问题,是活性剂、促进剂和发泡剂之间产生了拮抗作用,比如你加了太多硬脂酸类的润滑剂,就有可能拉低泡孔壁的表面张力,让气体提前逃逸出去,所以你找供应商询价的时候,除了给出基础的技术参数,最好顺带附上一份简短的材料工艺背景,基材是什么类型,加工温度区间是多少,目标密度是多少,有没有无亚硝胺的要求,这样对方的技术团队才能给出真正适配的选型建议,不用反复走试错-退货-再试的循环。

ADC改性发泡剂用于高分子材料,发泡不均问题排查与分析-2

大家选杜巴的ADC改性发泡剂代理的时候,很多企业最先关注的都是现货够不够,交期能不能保障,这些当然很重要,不过对于做中高端材料改性的工厂来说,更核心的需求其实是配套的技术支撑,新配方开发或者老配方优化的阶段,有个能给出配方调整建议的代理商,能把整体的研发周期缩短不少,比较理想的代理模式,是供应商不光能提供粉体或者母胶粒形态的常规ADC改性产品,还能根据客户的小试样品反馈,推荐适配的活性氧化锌或者预分散母胶粒的掺混方案,杜巴化学参与起草了预分散橡胶助剂的通用规范,还和高校合作建了产学研基地,在助剂和基材的相容性、分散性优化这块,攒了挺多的实际应用经验,要是你需要结合自己的具体配方,工艺要求还有性能目标评估方案,直接和杜巴化学的技术团队对接沟通就可以。

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