Aplikácia penotvorných činidiel v plastových výrobkoch

Penotvorné činidlo je kľúčovou prísadou pre ľahkú modifikáciu plastov. Vytvára rovnomerné bubliny v plastovej matrici, pórovitú štruktúru, znižuje hustotu produktu (môže sa znížiť na 0,01 – 0,9 g/cm³) a zabezpečuje izoláciu, zvukovú izoláciu, tlmiace účinky a ďalšie funkcie. Je vhodné pre takmer všetky kategórie plastov, ako sú PE, PP, PVC, PS, PU atď. Podľa mechanizmu penenia sa delí na fyzikálne penotvorné činidlá (ako je CO₂, dusík, alkány) a chemické penotvorné činidlá (ako je azodikarbonamid AC, hydrogenuhličitan sodný). Prvé sú šetrné k životnému prostrediu a účinné, zatiaľ čo druhé majú nízke náklady a rovnomerné bubliny. Široko sa používa v obaloch, stavebných materiáloch, automobiloch a iných oblastiach a je základnou oporou pre dosiahnutie zníženia hmotnosti, zníženia spotreby a funkčného vylepšenia plastových výrobkov.

1. Základný mechanizmus penotvorného činidla: dvojitá hodnota tvorby pórov a posilnenia

1. Fyzikálne penenie: tvorba pórov fázovým prechodom alebo rozpúšťaním a zrážaním

Fyzikálne peniace činidlá nepodliehajú chemickým reakciám a póry sa tvoria zmenami tlaku a zvyšovaním teploty.

Inertné plyny (CO₂, dusík): Rozpúšťajú sa v plastovej tavenine pod vysokým tlakom, po znížení tlaku sa rýchlo zrážajú a tvoria bubliny, s jemnými a rovnomernými bublinami, bez znečistenia, vhodné pre polyolefínové plasty ako PE a PP;

Kvapaliny s nízkym bodom varu (n-pentán, náhrady freónu): plyny vznikajú odparovaním počas zahrievania a bežne sa používajú v tuhej PU pene, PS penových plastoch, ako sú izolácie chladničiek, a v obedárových boxoch z expandovaného polystyrénu (EPS).

2. Chemické penenie: spolieha sa na rozklad, čím vzniká plyn a tvoria sa póry

Chemické peniace činidlá sa rozkladajú pri teplotách spracovania plastov a uvoľňujú plyny, ako sú N₂ a CO₂, pričom vytvárajú bubliny, ktoré sa delia na organické a anorganické kategórie:

Organické penotvorné činidlo: Azodikarbonamid (AC) je najčastejšie používaný druh s teplotou rozkladu 160 – 200 ℃, vysokou produkciou plynu (200 – 300 ml/g), rovnomernými bublinami a vhodným pre penové výrobky z PVC, PE a PP;

Anorganické penotvorné činidlo: Hydrogénuhličitan sodný (sóda bikarbóna) má extrémne nízku cenu, rozkladá sa a uvoľňuje CO₂ a má hrubé bubliny. Bežne sa používa na výrobu lacných PE penových dosiek a PVC penových papúč.

2. Bežné typy penivých činidiel a kompatibilné plasty: presné prispôsobenie scéne

Typ penotvorného činidla predstavuje hlavné výhody produktu a je vhodný pre typické plastové aplikácie.

Fyzikálne peniace činidlo - inertný plyn CO₂, dusík, ekologický a netoxický, jemné bubliny, bez zvyškov PE, PP, PET, PE penový tlmivý obal, PP penové panely dverí automobilov, PET penové obedárky

Fyzikálne penidlo - kvapalný n-pentán s nízkou teplotou varu, vysoká účinnosť penenia, mierna cena PU, PS PU izolačná vrstva z tvrdej peny, EPS penová doska

Organické chemické penotvorné činidlo azodikarbonamid (AC) má vysokú produkciu plynu, rovnomerné bubliny a dobrú stabilitu pre PVC, PE, PP PVC penové podlahy, PE penové rúry, PP penové hračky

Anorganické chemické peniace činidlo hydrogénuhličitan sodný má extrémne nízke náklady, je bezpečné a bez zápachu PE, PVC nízkokvalitnú PE penovú podložku, PVC penové papuče

3、 Prax aplikácie kľúčových produktov z plastovej peny

1. Oblasť balenia: hlavná sila ochrany odpružením

EPS penová krabica: nízkovrúca tekutá penivá látka, nízka hmotnosť a silné tlmiace účinky, dokáže účinne chrániť čerstvé a krehké produkty s hustotou iba 0,02-0,05 g/cm³;

PE penová tlmiaca fólia: s použitím fyzikálneho penenia CO₂, bez zvyškového znečistenia, používa sa na balenie elektronických výrobkov a domácich spotrebičov, s funkciou tlmenia nárazov a odolnosti voči vlhkosti.

2. Oblasť stavebných materiálov: dvojitá funkcia izolácie a zvukovej izolácie

Izolačná doska z tvrdej PU peny: n-pentánová pena, vysoká miera uzavretia buniek, nízka tepelná vodivosť 0,022 W/(m · K), široko používaná na izoláciu vonkajších stien budov, medzivrstva chladničiek a mrazničiek;

PVC penová podlaha: Pena z AC penového činidla znižuje hustotu o 30% - 50%, má protišmykové a zvukovoizolačné účinky, vhodná na dekoráciu podláh domov a nákupných centier.

3. Automobilový priemysel: Ľahká konštrukcia na zníženie spotreby paliva

PP penový panel dverí auta: dusíkové fyzikálne penenie, zníženie hmotnosti o 20% - 30%, zároveň zlepšenie zvukovej izolácie a redukcie hluku, čo pomáha automobilom šetriť energiu a znižovať emisie;

Výplň sedadla z PE peny: Pena z hydrogénuhličitanu sodného, ​​nízka cena, dobrá elasticita, zvyšuje pohodlie a odpruženie sedadla.

4. Trend vývoja: ochrana životného prostredia, zdokonaľovanie a multifunkčnosť

Environmentálna náhrada: Eliminujte fluórované peniace činidlá, podporte ekologické fyzikálne peniace činidlá, ako je CO₂ a dusík, a dodržujte nariadenie EÚ REACH a čínske environmentálne normy;

Mikroporézne penenie: Vývoj technológie penenia bublín v nanorozmeroch s priemerom bublín menším ako 10 μm na zlepšenie mechanických vlastností výrobkov, ako je napríklad mikroporézny penový materiál PP, ktorý sa môže použiť na konštrukčné komponenty automobilov;

Multifunkčná integrácia: Vývoj kompozitných prísad s obsahom peny + spomaľovača horenia + antioxidantu, zjednodušenie receptúr a prispôsobenie sa náročným scenárom, ako je napríklad použitie izolačných materiálov z polyuretánovej peny spomaľujúcich horenie na prevenciu požiarov v budovách.

5. Zhrnutie

Penidlá dosiahli transformáciu z pevných a ťažkých na ľahké a multifunkčné vďaka tomu, že plasty získali poréznu štruktúru, čo zohráva nenahraditeľnú úlohu pri znižovaní hmotnosti obalov, izolácii stavebných materiálov, odľahčovaní automobilov a ďalších oblastiach. V budúcnosti, s prelomom v ekologickej technológii penenia, penové plasty ďalej rozšíria svoje možnosti použitia a pomôžu plastikárskemu priemyslu rozvíjať sa ekologickým a efektívnym smerom.