การประยุกต์ใช้สารทำให้เกิดฟองในผลิตภัณฑ์พลาสติก

สารทำให้เกิดฟองเป็นสารเติมแต่งที่สำคัญสำหรับการปรับปรุงพลาสติกให้มีน้ำหนักเบา โดยจะสร้างฟองอากาศที่สม่ำเสมอในเนื้อพลาสติก ทำให้เกิดโครงสร้างที่มีรูพรุน ลดความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์ (สามารถลดลงได้ถึง 0.01-0.9 กรัม/ซม³) และให้คุณสมบัติในการเป็นฉนวน ฉนวนกันเสียง การรองรับแรงกระแทก และคุณสมบัติอื่นๆ เหมาะสำหรับพลาสติกเกือบทุกประเภท เช่น พีอี, พีพี, พีวีซี, พีเอส, พียู เป็นต้น ตามกลไกการเกิดฟอง สามารถแบ่งออกเป็นสารทำให้เกิดฟองทางกายภาพ (เช่น คอมโพสิชั่น₂, ไนโตรเจน, อัลเคน) และสารทำให้เกิดฟองทางเคมี (เช่น อะโซไดคาร์บอนาไมด์ เอซี, โซเดียมไบคาร์บอเนต) แบบแรกเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและมีประสิทธิภาพ ในขณะที่แบบหลังมีต้นทุนต่ำและให้ฟองอากาศที่สม่ำเสมอ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรจุภัณฑ์ วัสดุก่อสร้าง รถยนต์ และสาขาอื่นๆ และเป็นแกนหลักในการลดน้ำหนัก ลดการใช้วัตถุดิบ และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานของผลิตภัณฑ์พลาสติก

1. กลไกหลักของสารทำให้เกิดฟอง: คุณสมบัติสองประการ คือ การสร้างรูพรุนและการเสริมความแข็งแรง

1. การเกิดฟองทางกายภาพ: การเกิดรูพรุนผ่านการเปลี่ยนสถานะหรือการตกตะกอนจากการละลาย

สารก่อฟองทางกายภาพไม่เกิดปฏิกิริยาทางเคมี และทำให้เกิดรูพรุนผ่านการเปลี่ยนแปลงความดันและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ

ก๊าซเฉื่อย (คอมโพสิชั่น₂, ไนโตรเจน): ละลายในพลาสติกหลอมเหลวภายใต้ความดันสูง ตกตะกอนและเกิดฟองอย่างรวดเร็วหลังจากลดความดันลง โดยฟองจะมีขนาดเล็กและสม่ำเสมอ ไม่ก่อให้เกิดมลพิษ เหมาะสำหรับพลาสติกโพลีโอเลฟิน เช่น พีอี และ พีพี

ของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำ (เช่น เอ็น-เพนเทน สารทดแทนฟรีออน): ก๊าซที่เกิดขึ้นจากการระเหยระหว่างการให้ความร้อน ซึ่งมักใช้ในโฟมแข็ง พียู โฟมพลาสติก พีเอส เช่น ฉนวนกันความร้อนในตู้เย็น และกล่องอาหารกลางวันโพลีสไตรีนขยายตัว (เอสพีเอส)

2. การเกิดฟองจากปฏิกิริยาเคมี: อาศัยการสลายตัวเพื่อผลิตก๊าซและก่อให้เกิดรูพรุน

สารเคมีที่ทำให้เกิดฟองจะสลายตัวที่อุณหภูมิในการแปรรูปพลาสติก ปล่อยก๊าซ เช่น N₂ และ คอมโพสิชั่น₂ ออกมาเพื่อสร้างฟองอากาศ ซึ่งแบ่งออกเป็นประเภทอินทรีย์และอนินทรีย์:

สารทำให้เกิดฟองอินทรีย์: อะโซไดคาร์บอนาไมด์ (เอซี) เป็นชนิดที่ใช้กันมากที่สุด มีอุณหภูมิการสลายตัว 160-200 ℃ ผลิตก๊าซได้สูง (200-300 มล./กรัม) เกิดฟองสม่ำเสมอ และเหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์โฟม พีวีซี, พีอี และ พีพี

สารทำให้เกิดฟองอนินทรีย์: โซเดียมไบคาร์บอเนต (เบกกิ้งโซดา) มีราคาถูกมาก สลายตัวและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (คอมโพสิชั่น₂) และมีฟองขนาดใหญ่ นิยมใช้สำหรับแผ่นโฟม พีอี ราคาถูกและรองเท้าแตะโฟม พีวีซี

2. ประเภทสารทำให้เกิดฟองทั่วไปและพลาสติกที่เข้ากันได้: การจับคู่ที่แม่นยำกับสถานการณ์ต่างๆ

ชนิดของสารทำให้เกิดฟองเป็นจุดเด่นสำคัญของผลิตภัณฑ์นี้ และเหมาะสำหรับการใช้งานกับพลาสติกทั่วไป

สารทำให้เกิดฟองทางกายภาพ - ก๊าซเฉื่อย คอมโพสิชั่น₂, ไนโตรเจน เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและไม่เป็นพิษ ฟองละเอียด ไม่มีสารตกค้าง พีอี, พีพี, สัตว์เลี้ยง บรรจุภัณฑ์กันกระแทกแบบโฟม พีอี, แผงประตูรถยนต์แบบโฟม พีพี, กล่องอาหารกลางวันแบบโฟม สัตว์เลี้ยง

สารทำให้เกิดฟองทางกายภาพ - เอ็น-เพนเทน (n-เพนเทน) ของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำ ประสิทธิภาพการเกิดฟองสูง ราคาปานกลาง ฉนวนโฟมแข็ง พียู, พีเอส พียู, แผ่นโฟม เอสพีเอส

สารทำให้เกิดฟองทางเคมีอินทรีย์ อะโซไดคาร์บอนาไมด์ (เอซี) มีการผลิตก๊าซสูง ฟองสม่ำเสมอ และมีความเสถียรดี เหมาะสำหรับใช้ในการผลิตพื้นโฟม พีวีซี, พีอี, พีพี, ท่อโฟม พีอี และของเล่นโฟม พีพี

โซเดียมไบคาร์บอเนต สารเคมีอนินทรีย์ที่ทำให้เกิดฟอง มีราคาถูกมาก ปลอดภัย และไม่มีกลิ่น เหมาะสำหรับทำแผ่นรองโฟม พีอี และ พีวีซี ราคาประหยัด รวมถึงรองเท้าแตะโฟม พีวีซี

3. การประยุกต์ใช้งานจริงของผลิตภัณฑ์โฟมพลาสติกที่สำคัญ

1. ด้านบรรจุภัณฑ์: แรงหลักในการปกป้องและกันกระแทก

กล่องโฟม เอสพีเอส: สารทำให้เกิดฟองเหลวที่มีจุดเดือดต่ำ น้ำหนักเบา และมีคุณสมบัติในการรองรับแรงกระแทกสูง สามารถปกป้องผลิตภัณฑ์ที่สดใหม่และแตกหักง่ายได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีความหนาแน่นเพียง 0.02-0.05 กรัม/ซม³

ฟิล์มโฟม พีอี: ผลิตโดยใช้กระบวนการขึ้นรูปโฟมด้วย คอมโพสิชั่น₂ ไม่ก่อให้เกิดมลพิษตกค้าง เหมาะสำหรับบรรจุภัณฑ์สินค้าอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน มีคุณสมบัติทั้งในการดูดซับแรงกระแทกและป้องกันความชื้น

2. ด้านวัสดุก่อสร้าง: คุณสมบัติคู่ คือ ฉนวนกันความร้อนและฉนวนกันเสียง

แผ่นฉนวนโฟมแข็ง พียู: โฟมเอ็น-เพนเทน มีอัตราเซลล์ปิดสูง ค่าการนำความร้อนต่ำ 0.022 วัตต์/(เมตร·เคลวิน) ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับฉนวนผนังภายนอกอาคาร ชั้นกลางของตู้เย็นและช่องแช่แข็ง

พื้นโฟม พีวีซี: โฟมที่มีสาร เอซี ช่วยลดความหนาแน่นลง 30% -50% มีคุณสมบัติกันลื่นและกันเสียง เหมาะสำหรับตกแต่งพื้นบ้านและห้างสรรพสินค้า

3. อุตสาหกรรมยานยนต์: ลดน้ำหนักเพื่อลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง

แผงประตูรถยนต์ทำจากโฟม พีพี: กระบวนการขึ้นรูปโฟมด้วยไนโตรเจน ช่วยลดน้ำหนักได้ 20% -30% พร้อมทั้งปรับปรุงประสิทธิภาพในการกันเสียงและลดเสียงรบกวน ช่วยให้รถยนต์ประหยัดพลังงานและลดการปล่อยมลพิษ

โฟม พีอี สำหรับรองนั่ง: โฟมโซเดียมไบคาร์บอเนต ราคาถูก มีความยืดหยุ่นดี ช่วยเพิ่มความสบายและการรองรับของเบาะนั่ง

4. แนวโน้มการพัฒนา: การรักษาสิ่งแวดล้อม ความประณีต และฟังก์ชันการใช้งานที่หลากหลาย

การทดแทนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม: กำจัดสารทำให้เกิดฟองที่มีฟลูออรีนเป็นส่วนประกอบ ส่งเสริมการใช้สารทำให้เกิดฟองทางกายภาพที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เช่น คอมโพสิชั่น₂ และไนโตรเจน และปฏิบัติตามข้อกำหนด สหภาพยุโรป เข้าถึง และมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมของจีน

การขึ้นรูปโฟมพรุนระดับไมโคร: การพัฒนาเทคโนโลยีการขึ้นรูปโฟมฟองระดับนาโนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางฟองน้อยกว่า 10 ไมโครเมตร เพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางกลของผลิตภัณฑ์ เช่น วัสดุโฟมพรุนระดับไมโคร พีพี ซึ่งสามารถนำไปใช้กับชิ้นส่วนโครงสร้างยานยนต์ได้

การบูรณาการอเนกประสงค์: การพัฒนาสารเติมแต่งคอมโพสิตที่มีคุณสมบัติทั้งการเกิดฟอง การหน่วงไฟ และการต้านอนุมูลอิสระ การลดความซับซ้อนของสูตร และการปรับให้เข้ากับสถานการณ์ระดับสูง เช่น การใช้วัสดุฉนวนโฟม พียู ที่มีคุณสมบัติหน่วงไฟเพื่อป้องกันอัคคีภัยในอาคาร

5. สรุป

สารทำให้เกิดฟองได้เปลี่ยนพลาสติกจากของแข็งและหนักไปเป็นน้ำหนักเบาและใช้งานได้หลากหลาย โดยการสร้างโครงสร้างที่มีรูพรุนให้กับพลาสติก ซึ่งมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการลดน้ำหนักบรรจุภัณฑ์ ฉนวนกันความร้อนของวัสดุก่อสร้าง การลดน้ำหนักของยานยนต์ และด้านอื่นๆ ในอนาคต ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการทำให้เกิดฟองที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม พลาสติกโฟมจะขยายขอบเขตการใช้งานออกไปอีก และช่วยให้อุตสาหกรรมพลาสติกพัฒนาไปในทิศทางที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและมีประสิทธิภาพมากขึ้น