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AC發(fā)泡劑效率低？這款氧化鋅能讓它的分解溫度更穩(wěn)定
發(fā)布時(shí)間：2025-11-15
在聚合物發(fā)泡材料的生產(chǎn)過(guò)程中，AC發(fā)泡劑的分解溫度控制一直是個(gè)技術(shù)難題，而一種經(jīng)過(guò)特殊處理的氧化鋅正悄然改變這一局面。
在聚合物發(fā)泡材料的生產(chǎn)中，偶氮二甲酰胺（AC）發(fā)泡劑是最常用的化學(xué)發(fā)泡劑之一。它具有發(fā)氣量大、性能穩(wěn)定、不易燃、無(wú)毒無(wú)味等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等多種合成材料中。
但AC發(fā)泡劑在實(shí)際應(yīng)用中存在一個(gè)突出問(wèn)題：其分解溫度通常在190-205℃之間，這一溫度范圍與許多聚合物的加工溫度不匹配，導(dǎo)致發(fā)泡效率低下。
一、AC發(fā)泡劑的技術(shù)挑戰(zhàn)
AC發(fā)泡劑的分解特性與其顆粒粒徑密切相關(guān)。平均粒徑較小且分布集中的AC發(fā)泡劑，比表面積較大，受熱時(shí)能夠在較短時(shí)間內(nèi)分解完成發(fā)泡過(guò)程。
相反，粒徑較大且分布較寬的AC發(fā)泡劑，在受熱時(shí)小粒子先分解，大粒子則分解遲緩，不僅延長(zhǎng)發(fā)泡時(shí)間，而且不利于獲得均勻的泡孔結(jié)構(gòu)。
AC發(fā)泡劑微粒（約30um）容易吸濕，靜電作用使其極易附聚成團(tuán)。當(dāng)直接將AC發(fā)泡劑與液狀或糊狀聚合物組分混合時(shí)，往往導(dǎo)致大量附聚。
當(dāng)聚合物被熔融發(fā)泡時(shí)， 未分散的顆粒產(chǎn)生孔洞和較大的氣窩 ，或在表面產(chǎn)生麻點(diǎn)，嚴(yán)重影響制品的質(zhì)量。
二、氧化鋅的催化機(jī)理
含鋅化合物對(duì)AC發(fā)泡劑的活化作用是一種催化作用。鋅離子具有空軌道，AC發(fā)泡劑分子中N、O原子上有孤對(duì)電子，根據(jù)路易斯酸堿配位原理，二者發(fā)生絡(luò)合，使AC發(fā)泡劑的分解被活化。
與鋅結(jié)合的基團(tuán)對(duì)電子云吸引力的大小不同，導(dǎo)致不同鋅化合物的催化能力存在差異。研究表明，醋酸鋅、氧化鋅、碳酸鋅和硬脂酸鋅對(duì)AC發(fā)泡劑的催化能力排序?yàn)椋? 醋酸鋅＞氧化鋅＞碳酸鋅＞硬脂酸鋅 。
在PVC的熱穩(wěn)定劑中，含鉛、鎘、鋅等金屬元素的鹽類(lèi)，具有降低AC發(fā)泡劑分解溫度的作用，因而可以兼做AC的助發(fā)泡劑。在配方中，適當(dāng)調(diào)整各種金屬鹽類(lèi)的比例，就可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)AC的分解溫度。
三、納米氧化鋅的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
近年來(lái)，隨著納米技術(shù)的發(fā)展，納米氧化鋅在AC發(fā)泡劑中的應(yīng)用顯示出顯著優(yōu)勢(shì)。活性納米煅燒氧化鋅是一種面向21世紀(jì)的新型高功能精細(xì)無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品，其粒徑僅有25～44納米，呈球狀的淡黃粉末。
由于顆粒徑的細(xì)微化，比表面積急劇增加，使納米氧化鋅產(chǎn)生了目前普遍使用微米、亞微米氧化鋅所不具備的 表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和量子隧道效應(yīng) 等。
這些特殊效應(yīng)使納米氧化鋅在磁、光、電、敏感等方面具有一般氧化鋅無(wú)法比擬的特殊性能和新用途。
在陶瓷行業(yè)，新型活性氧化鋅通過(guò)特殊的鋅尖晶石基復(fù)合技術(shù)，將氧化鋅與改性尖晶石相完美融合。這種雙相結(jié)構(gòu)能顯著降低燒成溫度同時(shí)減少釉面針孔。
類(lèi)似的技術(shù)原理應(yīng)用于聚合物發(fā)泡領(lǐng)域，納米氧化鋅也能更有效地降低AC發(fā)泡劑的分解溫度，并提高分解溫度的穩(wěn)定性。
四、解決方案與技術(shù)創(chuàng)新
為了解決AC發(fā)泡劑的團(tuán)聚問(wèn)題，提高其在聚合物基體中的分散性，研究人員開(kāi)發(fā)了多種方法。一種高分散發(fā)泡劑的制備方法通過(guò)在發(fā)泡劑和/或助發(fā)泡劑的表面負(fù)載成核劑納米二氧化硅來(lái)制備高分散發(fā)泡劑。
該技術(shù)方案包括將發(fā)泡劑和助發(fā)泡劑在球磨機(jī)中混合研磨均勻，加入乳化劑和高分子分散劑的水溶液，得到發(fā)泡劑超細(xì)漿料。
然后將該漿料加入到無(wú)水乙醇溶液中，攪拌得到醇乳化液，加入氨水調(diào)節(jié)PH為8-10，超聲分散得到發(fā)泡劑均相分散液。
在發(fā)泡劑均相分散液中緩慢滴加正硅酸乙酯溶液，攪拌后得到改性發(fā)泡劑分散液，進(jìn)一步使用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行硅烷化來(lái)提高分散性，最后經(jīng)抽濾、洗滌，干燥后，得到高分散發(fā)泡劑。
另一種 approach 是向AC發(fā)泡劑內(nèi)添加表面活性劑（如十二烷基苯磺酸鈣）也能獲得均勻泡孔結(jié)構(gòu)的發(fā)泡體。添加二氧化硅、氧化鋁、硅酸鈣、氧化鎂等能改善AC的流動(dòng)性和分散性。
這些材料可以直接在塑溶膠攪拌過(guò)程中加入，不會(huì)沉淀。二氧化硅還可減少三聚氰酸的生成，消除“咬模”現(xiàn)象，改性后的AC分解溫度基本不變，發(fā)氣量略有增加。
五、應(yīng)用前景與未來(lái)發(fā)展
隨著環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，對(duì)環(huán)境友好的綠色產(chǎn)品需求日益增長(zhǎng)，促使AC發(fā)泡劑行業(yè)開(kāi)始向低碳、可再生方向發(fā)展。采用生物基原料替代傳統(tǒng)化學(xué)原料的創(chuàng)新產(chǎn)品逐漸進(jìn)入市場(chǎng)，滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)環(huán)保產(chǎn)品的追求。
同時(shí)，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的應(yīng)用，生產(chǎn)過(guò)程更加智能化、自動(dòng)化，提高了生產(chǎn)效率和降低了生產(chǎn)成本，這將進(jìn)一步促進(jìn)AC發(fā)泡劑市場(chǎng)的發(fā)展。
在未來(lái)發(fā)展中，AC發(fā)泡劑行業(yè)應(yīng)注重技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)研發(fā)投入，開(kāi)發(fā)更高效、更環(huán)保的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品，滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品的需求。
同時(shí)，完善上下游產(chǎn)業(yè)鏈，加強(qiáng)與原材料供應(yīng)商和終端用戶(hù)的合作，提高資源利用效率和降低生產(chǎn)成本。
選擇適當(dāng)?shù)难趸\作為助發(fā)泡劑，不僅能將AC發(fā)泡劑的分解溫度從200℃以上 降至130℃以下 ，還能使發(fā)泡與塑化同步完成。
未來(lái)，隨著綠色環(huán)保成為首要趨勢(shì)，水性發(fā)泡劑、生物可降解發(fā)泡劑等產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用將得到加速推廣。
智能化、數(shù)字化也將成為行業(yè)發(fā)展的重要方向，從生產(chǎn)管理到市場(chǎng)銷(xiāo)售，都會(huì)融入更多科技元素。
