聚乙烯的发泡剂主要有能分解放气的固然物质(受热时分解)、易沸液体(气化时生成气泡)和压缩惰性气体去压时膨胀)等。用能分解放气的固体物质发泡,实际上是一种化学现象;而用易沸液体或压缩气体发泡,则是一种物理变化。因此,作为聚乙烯的发泡剂,便有化学发泡剂和物理发泡剂之分。
一、化学发泡剂
在过去救十年间,提出作化学发泡剂的化合物在1000种以上,其中只有十几种具有工业价值。适用于聚乙烯的则更少。三种代表性的聚乙烯发池剂。
发泡剂的分解温度和发气量具有特殊的重要意义。所谓发气量,就是每克发泡剂放出的、留在最终制品中的、标准状态的气体立方厘米数。
(塑料密度/泡沫塑料容重)-1
*100
发气量=
塑料密度*发泡剂重量百分率
但上式不能反映发气量的真实水平。发气量还受熔融物粘度和向表面逸去的气量等的影响。
发泡剂必须在放气之前均匀分散在物料中。如果发泡剂的分解温度与树脂的加工温度过分接近, 气体便会释放出来,使物料过早发泡。但化学发泡剂的分解温度亦不应过高,免使放气困难。选择发泡剂的其它重要依据为:放气速率、易分散性、毒性、所放气体的组分和发泡剂价格。
偶氮二甲酰胺在生产高发泡聚乙烯中最为适用。在多种市售的化学发泡剂中,它的发气量最高。它按照下列反应式生成氮气、一氧化碳和二氧化碳的混合气体。这些气体在大多数聚乙烯中的渗透速率几乎与空气相同,达就使蜂窝结构不致崩塌。反应的产物很少气味,污染亦
偶氮二甲酰胺的分解温度很高,但可加入添加剂,使之降低。金属盐类,如氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸钙和氧化镉,都是改变偶氮二甲酰胺分解温度的促进剂或活化剂。尿素等亦可起到这方面的作用。控制偶氮二甲酰胺的粒子大小和分布,亦可以影响分解性能。所有这些,使偶氮二甲酰胺成为当前聚乙烯泡沫塑料中应用最广的化学发泡剂。
N,N'二亚硝基戊次甲基酰胺,在惰性稀释剂中,或单独加热.195摄氏度分解;如分散于塑料中,在存在水杨酸或邻苯二酸酐之类活化剂的情况下,分解说度可降至130摄氏度。一个克分子的发泡剂,形成两个克分子的气体。分解时发热量大,有臭味和残渣。酸性物质可降低其分解温度,提高其分解速度。尿素和羟基化合物(如乙二醇)亦可作活化剂。
4,4'-氧二苯磺酰肼,150摄氏度分解,165摄氏度熔融。当处于溶液或塑料中时,分解温度下降,但很少低于115摄氏度。其分解残渣的蒸气压较低,因此气味少。这种发泡剂,能在不用其它普通交联剂的情况下,使树脂又发泡又交联。