¿Cuáles son los principales agentes espumantes de caucho?
(a) Tener buena estabilidad al ácido, álcali, luz y calor durante el almacenamiento, no ser tóxico, ser inodoro y no contaminar el producto. o decoloración.
(2) La descomposición térmica se puede completar en poco tiempo y también se puede controlar a los niños enojados.
(c) El tamaño de partícula del agente espumante en polvo debe ser pequeño y uniforme, y debe dispersarse fácil y uniformemente en la mezcla de caucho.
(d) El agente espumante no afecta el proceso de vulcanización del caucho.
(e) El agente espumante debe ser barato.
Según su composición química, los agentes espumantes se pueden dividir en compuestos inorgánicos y compuestos orgánicos.
(L) Características del agente espumante (l-1) Agente espumante inorgánico
(1-l-1) El bicarbonato de sodio (NaHCO3) es un producto no tóxico e inodoro. un polvo blanco con una gravedad específica de 2,2 y es soluble en agua. Puede descomponerse lentamente para producir gas CO2 a alrededor de 100 ℃. Puede descomponerse rápidamente a 140 ℃. La fórmula de la reacción de descomposición térmica es la siguiente:
2 nah co 3→na2co 3+CO2 ↑+ H2O
Si todas las reacciones químicas producen CO: y agua, y toda el agua se convierte en vapor, la cantidad de gas generado puede alcanzar los 270 cm3/g.
Pero, de hecho, el gas CO2 y el vapor de agua producidos por su descomposición térmica sólo pueden alcanzar aproximadamente la mitad del valor teórico. Para descomponerlo por completo y aumentar su generación de gas, a menudo es necesario añadir al compuesto de caucho sustancias ligeramente ácidas (como el ácido esteárico) como agente espumante.
(1-1-2) Bicarbonato de amonio
(NH4HCO3), un polvo blanco grisáceo con una gravedad específica de 2,2, no huele a nitrógeno en estado seco, pero en En presencia de humedad, se descompone lentamente a 60°C para producir amoníaco, dióxido de carbono y agua. La reacción es la siguiente:
NH 4h co 3→NH3 ↑+ CO2 ↑+ H2O
Teóricamente su disco generador de gas es muy alto, hasta 800cm3/g, pero en la realidad es mucho menor. Este valor se debe a que la reacción química es reversible, los agentes espumantes inorgánicos son baratos y fáciles de comprar, y a menudo se usan en el caucho esponjoso de los zapatos. Su temperatura de descomposición térmica es baja y los gases descompuestos son NH3, CO2 y vapor de agua. Estos gases son altamente permeables en el caucho, lo que dificulta la creación de productos esponjosos con poros cerrados y estructuras de poros finos. El caucho esponjoso preparado tiene orificios grandes, baja resistencia de la pared del orificio, gran contracción y gran deformación.
(l-2) Agente espumante orgánico
(l-2-l) Agente espumante AC (azodicarbonamida)
Es polvo amarillo, la gravedad específica es 1,65, insoluble en agua, la temperatura de descomposición térmica en el aire es de aproximadamente 200 ℃. Agregar coadyuvantes espumantes, como ácido esteárico, urea, ácido benzoico, óxido de zinc, óxido de magnesio, óxido de plomo, etilendiamina, alumbre, etc., puede reducir en gran medida su temperatura de descomposición térmica.
Su producción de gas es relativamente grande, unos 250 cm3/g, y su fórmula de reacción de descomposición térmica es la siguiente:
No tóxico, inofensivo, no contaminante, no decolorante. , insoluble en materia orgánica ordinaria Disolventes y plastificantes. Debido a su fino tamaño de partícula, es fácil de mezclar y dispersar uniformemente en caucho. Los agentes espumantes se pueden utilizar bajo presión normal o bajo presión.
Aunque su temperatura de descomposición térmica es relativamente alta, la adición de agentes espumantes adecuados puede reducir en gran medida su temperatura de descomposición térmica. Los gases descompuestos, como el N2 y el monóxido de carbono, tienen muy poca permeabilidad en el caucho y son adecuados para fabricar productos de esponja de células cerradas. Sin embargo, se escapa una pequeña cantidad de NH3 y el NH y el gas penetran fácilmente en el caucho, por lo que la contracción del caucho esponjoso también es mayor.
(1-2-2) El agente espumante H (N,N’-dinitropentametiltetramina) es un polvo de color amarillo claro con una alta temperatura de descomposición térmica de aproximadamente 195°C. La producción de gas también es muy grande, unos 240 cm3/g, y su fórmula de reacción de descomposición térmica es la siguiente:
A temperatura ambiente, es estable incluso si se le añade un agente espumante. Pero cuando la temperatura aumenta a cierto nivel, puede descomponerse rápidamente y sus productos de descomposición térmica tienen olor.
Los productos de descomposición térmica son formaldehído, amoniaco y nitrógeno. Debido a la alta permeabilidad del NH3 y al hecho de que el amoníaco puede reaccionar con el formaldehído para formar hexametilentetramina sólida, las paredes de los poros del pegamento esponjoso se rompen fácilmente y el diámetro de los poros también es mayor. Aunque se puede fabricar pegamento de esponja con una estructura de orificios combinada, la tasa de contracción es grande.
(1-2-3) Espumante OBSH (éter de difenilsulfonilhidrazina)
Es un polvo fino de color blanco con una gravedad específica de 1,52. Su temperatura de descomposición térmica es baja, puede descomponerse lentamente a alrededor de 130 ℃ y rápidamente a 150 ℃. Se puede espumar a una temperatura de curado normal (130 ℃ ~ 150 ℃) sin agente espumante. La fórmula de la reacción de descomposición térmica es la siguiente:
La producción de gas es pequeña, alrededor de 125 cm3/g, y el residuo del producto de descomposición térmica es un polímero no volátil con olor a mercaptano.
Estable, no tóxico y no inflamable durante el almacenamiento.
La estructura de poros del caucho esponjoso elaborado a partir de él es pequeña y uniforme. Dado que el gas descompuesto es n:, tiene baja permeabilidad y puede formar un pegamento de esponja con una estructura de poros cerrados o de poros conectados, y los poros no son fáciles de colapsar, con una pequeña contracción y menos deformación. (1.2.4) Agente espumante DAB, (diazoaminobenceno).
Su fórmula molecular es:
Ningta es un polvo marrón con un olor especial, un punto de fusión de unos 100°C, una temperatura de descomposición térmica de unos 95°C y N2 Durante la descomposición se produce gas. La producción de gas es relativamente pequeña, alrededor de 113 cm3/g. Tiene buena compatibilidad con el caucho cuando se mezcla, es fácil de dispersar uniformemente y puede formar espuma a temperaturas más bajas sin agregar un agente espumante. Sus desventajas son una grave decoloración e irritación de la piel.
(l-2-5) Espumante TSH (p-toluenosulfonil hidrazida)
Es un polvo de color blanco con una gravedad específica de L43 y una temperatura de descomposición térmica de aproximadamente 104° DO. La producción de gas no es mucha, 125cm3/g.
La fórmula de la reacción de descomposición térmica es la siguiente:
Se caracteriza por una velocidad de descomposición térmica lenta, que es similar o consistente con la temperatura de vulcanización del caucho durante el proceso de vulcanización. Puede formar espuma sin agregar un agente espumante y es fácil sincronizar los procesos de vulcanización y formación de espuma. El gas N: descompuesto tiene muy poca permeabilidad en el caucho y es adecuado para fabricar productos esponjosos con estructura de celda cerrada. Los poros son pequeños y uniformes y la calidad del producto es buena.
(1-2-6) El agente espumante ABIN (o agente espumante N) (cerebro de azobisisobutilo) es un polvo blanco con una gravedad específica de 1,13 y un punto de fusión de aproximadamente 105°C. En ausencia de agente espumante, la descomposición térmica puede comenzar a 95°C. La producción de gas es de 140 cm3/g y la ecuación de reacción es la siguiente:
El nitrógeno que se descompone tiene muy poca permeabilidad al caucho y es adecuado para fabricar caucho esponjoso con una estructura de celda cerrada. La estructura de poros del producto es de tamaño uniforme y no es fácil de colapsar.
Su desventaja es que tiene cierto grado de toxicidad. El residuo descompuesto, el tetrametilbutironitrilo, también es una sustancia tóxica y su precio es elevado.
(2) Selección y aplicación del agente espumante Seleccione y aplique el agente espumante según los requisitos de rendimiento del caucho esponjoso, las condiciones del proceso, el costo del producto, el entorno higiénico y otros requisitos.
(2-1) Utilice un agente espumante inorgánico y un agente espumante orgánico juntos para hacer una esponja entresuela de zapatos de goma.
(2-1-l) Fórmula del compuesto de caucho:
(2-1-2)Descripción:
(2-1-2-1) La entresuela de esponja de los zapatos de goma es un producto de goma barato. El coste requerido es bajo, por lo que la combinación de agentes espumantes inorgánicos y agentes espumantes orgánicos no sólo cumple los requisitos, sino que también es más económica.
(2-1-2-2) Se utiliza bicarbonato de sodio porque el bicarbonato de sodio es barato y fácil de comprar, pero el gas descompuesto es CO2, que tiene una gran permeabilidad y solubilidad en el caucho y es muy difícil de Es difícil fabricar caucho esponjoso con una estructura de células cerradas, por lo que es necesario agregar un agente espumante orgánico H para mejorar su rendimiento.
(2-1-2-3) La temperatura de descomposición térmica del agente espumante H es relativamente alta. El bicarbonato de sodio puede descomponer el CO: gas a una temperatura inferior a 100°C, provocando que el compuesto forme espuma. Para coordinar las temperaturas de formación de espuma de los dos, se puede reducir la temperatura de descomposición térmica del agente espumante H añadiendo ácido esteárico, alumbre y otros agentes espumantes auxiliares, y también se puede reducir la cantidad de agente espumante para reducir costes.
(2-1-2-4) El alumbre es sulfato de potasio y aluminio [Kai(SO4)2.12H20] con agua cristalina, que es un agente coespumante. El alumbre contiene agua de cristalización a bajas temperaturas. Cuando la temperatura es superior a 80 °C, el agua cristalina precipita gradualmente, lo que puede acelerar la descomposición térmica del agente espumante h.
(2-1-2-5) Con el fin de garantizar la calidad de los productos de caucho esponjoso. El bicarbonato de alumbre y sodio debe molerse hasta obtener un polvo fino y luego agregarse al compuesto de caucho, y el agente espumante H también debe pulverizarse finamente. Lo mejor es tamizarlo con un tamiz de malla 80. De lo contrario, las partículas serán grandes, estarán dispersas de manera desigual y la estructura de los poros será deficiente durante la formación de espuma, lo que dará como resultado productos defectuosos o de desecho.
(2-1-2-6) Para obtener caucho esponjoso con buena estructura, la velocidad de vulcanización debe estar sincronizada con la velocidad inicial. Si el agente espumante apenas ha comenzado a descomponer el gas, el caucho estará profundamente vulcanizado, la reticulación de las moléculas de caucho habrá finalizado y la resistencia de las moléculas de caucho será alta. La fuerza de expansión del gas descompuesto es difícil de superar la fuerza del caucho en la pared del orificio, uniendo así la esponja a la espuma. Como resultado, la proporción de caucho esponjoso es alta, la elasticidad es baja y los zapatos son incómodos de usar.
Si la vulcanización comienza demasiado lentamente, el agente espumante descompondrá una gran cantidad de gas, pero las moléculas de caucho en el compuesto aún no están vulcanizadas y el gas impactará violentamente el caucho en las paredes del pequeños agujeros. En este momento, el caucho es muy deficiente en azufre y tiene poca resistencia, lo que hace que los poros colapsen o que los poros de la esponja se rompan.
(2-1-2-7)La temperatura es muy sensible a la formación de espuma de los compuestos esponjosos. Las mezclas de la misma fórmula tienen diferentes velocidades de formación de espuma a diferentes temperaturas. Por lo tanto, se requiere que la temperatura de vulcanización del material de caucho fluctúe dentro de un pequeño rango durante el proceso de vulcanización, y el rango óptimo es de 1°C a 2°C. De lo contrario, los poros de la goma esponjosa serán desiguales y la dureza será desigual.
(2-1-2-8) Para fabricar productos de caucho esponjoso de buena calidad, es necesario monitorear y determinar si la fórmula es correcta mediante pruebas de tasa de formación de espuma.
El requisito general es que el punto de inicio de la vulcanización del compuesto de caucho sea 136 ℃ X 3 min. La tasa de formación de espuma del caucho semiacabado es del 60 al 90%.
La operación de la prueba de velocidad de formación de espuma con esponja es la siguiente: (a) Preparación de la muestra: cubra finamente la mezcla de caucho de esponja con una máquina mezcladora de caucho abierta para formar una película y córtela en cuadrados con las siguientes especificaciones para la prueba:
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Espesor: 0,2 mm, largo: 20 mm, ancho: 15 mm.
(b) Aplicar una fina capa de pegamento en la pieza de muestra y péguela sobre la tela blanca cepillada con pegamento (esta tela blanca se usa para la entresuela de los zapatos de goma), y luego se coloca, sella y compacta una capa de película de suela exterior y se coloca en un tanque de vulcanización para ser vulcanizado junto con la producción normal de zapatos de goma.
(c) Después de la vulcanización, corte la muestra por la mitad, mida su espesor y calcule la tasa de formación de espuma. La fórmula de cálculo es la siguiente:
a=[b-(c+d)]%/d
a-tasa de formación de espuma b-grosor total de la muestra de esponja después de la vulcanización y la formación de espuma .
c se refiere al espesor total del sellador (el espesor total de la película base más la cinta).
d se refiere al espesor original de la muestra de caucho (caucho esponjoso).
(2-2) Cuando se utilizan mezclas de caucho para fabricar caucho microporoso, se selecciona el agente espumante AC. Hecho de caucho y plástico, este material de suela perforada requiere pequeños agujeros y estructuras de celdas cerradas o de agujeros pares. Elija el agente espumante AC para obtener mejores resultados.
(2-2-1) Fórmula y propiedades tras la vulcanización:
Condiciones de vulcanización: 170, CXsmin (aplanamiento) Propiedades tras la vulcanización: Resistencia a la tracción: 2MPa Tasa de alargamiento a la rotura: 238 % Deformación permanente: 78% Elasticidad: 38% Flexión: 60000 veces Proporción completa: 0,225 (2-2-2) Descripción: (2-2-2-60)
EVA es acetato de etileno A* * * el polímero de éster vinílico, cuya cadena principal vinílica está unida al acetato de vinilo, es un polímero de cadena lineal. Suave, resistente a la intemperie y con buena afinidad por los rellenos.
Sin embargo, debido a su bajo grado de insaturación, no se puede reticular con sistemas de vulcanización de azufre ordinarios y se puede utilizar peróxido de dicumilo (DCP) como agente reticulante.
El DCP puede descomponerse en radicales libres cuando se calienta. Este radical libre tiene una fuerte actividad química y puede combinarse con los grupos activos del enlace molecular del EVA para convertir el EVA termoplástico en una sustancia termoestable.
(2-2-2-2) Se eligió el agente espumante AC porque es pequeño y no tóxico, se dispersa fácilmente de manera uniforme en la mezcla de caucho, tiene una gran cantidad de generación de gas y es pequeño y uniforme. poros. Sin embargo, su temperatura de descomposición es alta, por lo que, como se mencionó anteriormente, es necesario agregar un agente espumante para reducir su temperatura inicial.
(2-2-2-3) El agente reticulante DCP puede generar radicales libres activos y es muy sensible a los ácidos. Debido a la presencia de iones ácidos, se destruye la generación de radicales libres y se dificulta la reacción de vulcanización y reticulación. Por lo tanto, se debe agregar la menor cantidad posible de ácido esteárico, de lo contrario afectará la vulcanización y la reticulación. Utilizamos óxido de zinc y urea con excelentes resultados.
(2-2-2-4) La relación de dosificación del agente espumante AC y del agente reticulante DCP debe ser adecuada.
Si la cantidad de DCP es demasiado pequeña, la velocidad de reticulación del caucho es más lenta que la velocidad de descomposición del agente espumante y la pared interna del orificio del compuesto de caucho tiene poca resistencia y no puede soportar el impacto de la presión de expansión del gas descompuesto, provoca que la pared del orificio se rompa, el gas se escape y no se pueda formar caucho microporoso con buena estructura de poros. Para aumentar el espesor y la resistencia de la pared celular, se debe agregar una cierta cantidad de DCP para permitir que la reticulación y la formación de espuma se realicen simultáneamente.
Si se usa demasiado el agente reticulante DCP, el caucho se reticulará rápidamente y la resistencia aumentará significativamente. Las moléculas de caucho en las paredes de los poros inhiben o inhiben la expansión del gas. es pequeño, el material de caucho es duro, la elasticidad es pequeña y la estructura de los poros es mala, mala calidad del producto.