做高分子材料改性的朋友,尤其是碰PE、EVA或者PVC发泡的,平时用得最多的化学发泡剂里就有ADC发泡剂也就是偶氮二甲酰胺,一般来说不少一线技术员都碰到过类似的情况,供应商给的标称分解温度参数明明是对的,换了一批原料,或是稍微微调了下配方,出来的发泡效果就不对了,泡孔要么细小还不均匀,要么直接过发泡塌泡,很多人第一反应是货不对板,其实问题根源大多不在标的温度数值本身,是配方体系对这个标注的“分解温度”的实际响应出了偏差。

ADC的分解本来就不是一个固定的单点温度,是受很多因素影响的温度区间,要是只知道一个峰温的数值,根本没法直接指导现场生产。常规ADC的分解温度本来就在200-210℃左右,大家为了适配中低温发泡的工艺,通常情况下都会往里面加锌化物、脲类这类活化剂,调低它的活化能,不同活化方案做出来的ADC,实际分解的起点和结束点都不一样。颗粒越细,比表面积就越大,接收热量的过程就越均匀,分解峰值会稍微提前,对应的温度区间也更窄,要是混料的时候分散不均,就会出现局部提前分解、局部又滞后分解的情况。在橡胶或者塑料的基体里面,树脂的黏度、交联剂的反应速度、各类活性剂的协同作用,都会改变ADC实际能感受到的热场环境,哪怕是同一款ADC,在不同基体里的表现差异也能很大的。

很多做电线电缆料、鞋材或者密封件发泡的工序里,设备本身的温度梯度、螺杆转动带来的剪切热、熔体在料筒里的停留时间,凑在一起就形成了很复杂的工艺窗口,要是只盯着ADC的峰值分解温度去设定设备参数,经常是不够用的。挤出发泡的场景下,就得提前把剪切生热的影响算进去,设备设定的温度和熔体实际温度一般都有10-20℃的温差,要是ADC的分解温度太靠近熔体实际温度的峰值边缘,就很容易出现局部提前发泡、直到冷却段才完成膨胀的现象,最后出来的制品泡孔外泄或者厚薄不均。模压发泡的场景里,温度和保压时间的配合就更关键了,要是ADC发泡剂的分解温度范围偏宽,而硫化或者塑化的反应速度又比较快,就容易出现发泡和交联不同步的问题,这时候就得调整活化剂的种类或者添加量,适当收窄分解区间,让两个反应的节奏能匹配上。常压发泡的场景下,整个体系是自由膨胀的状态,发泡剂分解的持续性和基体黏度的变化曲线关联度就更高,要是分解速度快过基体的定型速度,泡孔就会串掉甚至直接破裂。

很多人碰到分解温度跳动的情况,第一反应是找供应商要新的分解温度数据单,单纯换个标着不同数值的产品,往往没法彻底解决问题。现在市面上不少ADC是提前做过活化预处理的活性型ADC,它的分解温度比普通型ADC低30-50℃,选这类产品的时候,就得留意它的分解起始温度、峰值温度、终止温度,能不能和你现有工艺的硫化温度区间形成有效重叠。粉体形态的ADC要是存储不当很容易吸潮结块,混炼的时候就会形成局部的团聚点,在开炼或者密炼的工序里,这些团聚点内部受热不均匀,后续就会出现泡孔不均匀的情况,换成预分散母胶粒的形式就不一样了,ADC预先就分散在对应载体里面,混炼阶段就能拿到更好的均匀度,实际分解的时候温度响应也会更一致。要是现有ADC的分解温度和你在用的工艺窗口总是有偏移,也可以考虑把它和对甲苯磺酰肼、OBSH发泡剂这类发泡助剂复配使用,搭出一个两级或者宽温域的发泡系统,OBSH发泡剂的分解特性和ADC不一样,两者搭配起来能覆盖更宽的工艺温度范围。

高分子发泡工艺中ADC发泡剂分解温度该怎么调?-1

平时筛选ADC发泡剂或者调整配方的时候,也不用先盯着标称的参数看,完全可以先要求供应商提供差示扫描量热也就是DSC测试报告,从报告里读出纯样和加入你常用的典型活化剂之后的分解起始温度、峰值温度曲线,再按你当前生产的典型配方,在实验室的捏合机或者开炼机上做小料验证,重点看同一批ADC在不同配方里的实际表现,不要只盯着单一的分解温度数据判断好坏。自己平时也可以攒个“温度-泡孔”的对应表,每次生产的时候把设定温度、螺杆转速、实际熔体温度、压力波动这些参数都记下来,再对应上最终制品的泡孔密度和均匀度,数据攒得多了,就能摸清楚自家生产的工艺窗口和ADC分解温度之间的校准值。不同的高分子基体、不同的填料体系、不同的交联方式,都会改变ADC分解温度在整个体系里的实际作用,把它当成动态参数来管理,比当成固定的温度红线要更贴合现场的生产实际,那些对工艺适应性要求更高或者有环保要求的应用场景,也可以考虑和OBSH类或者对甲苯磺酰肼类发泡剂搭配使用,平衡好分解温度和发气量的表现。杜巴化学可以根据您的实际需求,提供配方改性和工艺改进的全流程技术支持。

高分子发泡工艺中ADC发泡剂分解温度该怎么调?-2