Środki spieniające – lepsza przyszłość dzięki ADCA

• Strona główna
• Artykuły
• Środki spieniające – lepsza przyszłość dzięki ADCA

2017-10-04  / Autor: Artykuł promocyjny

Spienianie tworzyw sztucznych i gumy poprzez wytwarzanie pęcherzyków w masie jest technologią, która istnieje już ponad 50 lat. Rozmiar, kształt oraz rozmieszczenie takich pęcherzyków ma bezpośrednie przełożenie na właściwości produktu końcowego.

Obecnie wyroby ze spienionych tworzyw sztucznych lub gumy są powszechne na rynku. Znaleźć je można w przedmiotach mniej lub bardziej codziennego użytku, np. w siedzeniach samochodowych lub torbach wykonanych ze sztucznej skóry, w wykładzinach podłogowych albo deskach rozdzielczych samochodów.

Początkowo zastosowanie chemicznych środków spieniających wiązało się z uzyskaniem trzech podstawowych korzyści:

• Izolacja – struktura komórkowa tworząca się dzięki uwalnianiu gazu zmniejsza przenoszenie hałasu, absorbuje wibracje, ale też tworzy barierę zatrzymującą ciepło oraz zapobiega pochłanianiu wilgoci;
• Poprawa komfortu użytkowania – elastyczne powierzchnie z tworzyw spienionych są przyjemne w dotyku, co przekłada się na wyższy komfort użytkowania. Ponadto, sprężystość pianek tworzy zabezpieczenie przeciwwstrząsowe;
• Trwałość – bardzo często wyroby ze spienionych tworzyw sztucznych mogą z powodzeniem stanowić alternatywę dla wyrobów wyprodukowanych ze składników naturalnych, poprawiając właściwości mechaniczne i możliwości recyklingu.

Rozwój świata w ciągu kilku minionych dekad wraz z powszechnymi i rosnącymi obawami dotyczącymi emisji dwutlenku węgla wyznaczył chemicznym środkom spieniającym nową misję. Tą misją jest kreowanie lżejszych niż dotychczas tworzyw sztucznych. Daje to podwójną korzyść – z jednej strony przewóz dóbr staje się mniej kosztowny, a z drugiej zmniejsza się zużycie surowców.

Dwa główne sektory, w których zapotrzebowanie na spienione materiały systematycznie wzrasta to budownictwo oraz przemysł samochodowy. Oba te sektory są bezpośrednio odpowiedzialne za większość emisji dwutlenku węgla. W przypadku budownictwa, domy i mieszkania niewydzielające dwutlenku węgla są głównym celem. Cel ten realizowany jest poprzez równoważenie zużycia odnawialnych źródeł energii, szczególnie poprzez stosowanie efektywnych ociepleń budynków. W tym obszarze zastosowań środki spieniające są szczególnie istotne. Gdy mowa o branży samochodowej, to dopóki auta elektryczne nie staną się powszechne, dopóty producenci samochodów będą dokładali wszelkich starań, aby zmniejszyć zużycie paliw, m.in. poprzez obniżanie wagi pojazdu.

Podsumowując, już teraz możemy powiedzieć, że środki spieniające mogą być uznane za surowce zrównoważone ekologicznie, które nie przyczyniają się do zmiany klimatu, ograniczają negatywny wpływ człowieka na środowisko oraz poprawiają warunki życia ludzi.

Azodikarbonamid daje przewagę

Podstawowym elementem ewolucji w obszarze środków spieniających jest związek chemiczny zwany azodikarbonamidem (ADCA). W procesie egzotermicznej dekompozycji azodikarbonamidu powstający gaz, głównie azot i dwutlenek węgla oraz w mniejszej ilości tlenek węgla, zostaje uwięziony w matrycy polimerowej w formie pęcherzyków, tworząc strukturę porowatego tworzywa sztucznego. Azodikarbonamid o nazwie handlowej Unifoam produkcji firmy Hebron oferowany jest przez KRAHN Chemie Polska Sp. z o.o. (www.krahn.eu).

Ten egzotermiczny środek spieniający jest bardzo rozpowszechniony z uwagi na kilka czynników:

• Spektrum zastosowań azodikarbonamidu Unifoam jest niezwykle szerokie. Z jednej strony ADCA może być stosowany do większości tworzyw sztucznych (np. do polietylenu, polipropylenu, PCW, EVA, PS, LDPE), kauczuków syntetycznych czy też elastomerów termoplastycznych. Tak wiele opcji zastosowania produktu Unifoam wynika z faktu, że temperatura rozkładu tego związku może być dość precyzyjnie dopasowana do wymagań procesu poprzez użycie aktywatorów. Temperaturę aktywacji reguluje się w granicach od 150 do 200⁰C. Z drugiej zaś strony azodikarbonamid Unifoam doskonale sprawdza się w większości procesów produkcyjnych, takich jak wytłaczanie (ekstruzja), kalandrowanie, nakładanie powłok (coating, najczęściej plastizole PCW), prasowanie (press-moulding) oraz formowanie wtryskowe (injection moulding). ADCA może być również łączony z innymi środkami spieniającymi w celu kontrolowania procesu spieniania, zmieniając właściwości materiału ostatecznie spienionego.
• W czasie procesu rozkładu azodikarbonamid Unifoam tworzy wewnętrzną matrycę komórek o strukturze zamkniętej, zbliżonych do siebie, co ma szczególnie duże znaczenie przy produkcji ociepleń oraz nadawaniu materiałowi struktury przyjemnej w dotyku. Struktura ta może być modyfikowana poprzez użycie ADCA o odpowiedniej wielkości cząsteczki lub poprzez dodanie czynnika sieciującego, który zatrzymuje gaz.
• Azodikarbonamid marki Unifoam jest bardzo wydajny. Wśród środków spieniających ADCA jest tym, który wydziela najwięcej gazu w trakcie dekompozycji, co przy jego bardzo atrakcyjnej cenie, czyni ten związek najbardziej konkurencyjnym na rynku.

Kwestie regulacyjne i rejestracyjne są obecnie niezwykle istotne dla wszystkich przedsiębiorstw używających środków chemicznych. ADCA jest używany jako bezpieczny środek spieniający już od wielu lat, minimalizując ryzyko narażenia.

W trakcie użycia ADCA ulega niemal całkowitemu rozkładowi w spienionym produkcie końcowym, nie generując jednocześnie produktów ubocznych.

ADCA w formie masterbacza
Nowe wymagania w przemyśle coraz bardziej wymuszają stosowanie azodikarbonamidu w formie masterbaczy. Konieczność optymalizacji wydajności i zmniejszenia zużycia energii w procesach produkcyjnych są podstawowymi czynnikami zachęcającymi do zastosowania wstępnie zdyspergowanego azodikarbonamidu Unifoam. Kolejnym powodem przemawiającym za użyciem ADCA w formie masterbaczy jest jakość produktu końcowego. Taka forma zdecydowanie ułatwia dozowanie, zapewniając dużo bardziej regularne spienienie, co przekłada się na lepsze właściwości struktury produktu, bez względu na gęstość pianki. Dobra dyspersja masterbacza w obrębie tworzywa zależy od doboru nośnika, który musi dobrze pracować zarówno z tworzywem, jak i samym środkiem spieniającym oraz rozmiaru tabletek.

Azodikarbonamid Unifoam firmy Hebron jako masterbacz jest szczególnie polecany w przypadku, gdy przechowywanie i transport są kwestiami kluczowymi. ADCA w formie masterbaczy nie podlega dyrektywie ATEX (dot. użycia materiałów w strefach zagrożonych wybuchem), nie wymaga dodatkowych środków ochrony i zdecydowanie ułatwia logistykę.

Aby sprostać koniecznym wymogom cenowym, producenci ADCA w formie masterbaczy zwiększyli zawartość środka spieniającego w pojedynczej granulce lub tabletce.

Rozwiązaniem pośrednim pomiędzy czystym azodikarbonamidem oraz ADCA w formie masterbacza jest zastosowanie modyfikowanej, proszkowej wersji ADCA. Taka opcja pozwala na osiągnięcie w całości lub części korzyści, którymi cechują się masterbacze. Modyfikowany, proszkowy azodikarbonamid Unifoam MFE może występować w wersji o obniżonym pyleniu, łatwiejszym opadaniu lub z dodatkiem aktywatorów wzbogacających czysty ADCA, co daje produkt o doskonałym działaniu.

Firma Hebron specjalizuje się w produkcji chemicznych środków spieniających w formie proszkowej, jak i masterbaczy. Będąc światowym liderem w zakresie azodikarbonamidu, Hebron poprzez KRAHN Chemie Polska oferuje klientom przemysłowym najwyższej klasy doradztwo techniczne oraz pomoc w doborze odpowiedniego środka spieniającego na każdym etapie rozwoju produktu. Hebron jest w stanie dobrać środek spieniający w formie masterbacza dopasowany ściśle do indywidualnych potrzeb procesowych klienta. Dzięki latom doświadczeń, szerokiej wiedzy technicznej i zaawansowanemu zapleczu technicznemu (laboratorium i linia do tworzenia partii pilotażowych) Hebron może szybko opracować formulację zgodnie z wymaganiami. 

ARTYKUŁ ZNAJDĄ PAŃSTWO W NR 5/2017 DWUMIESIĘCZNIKA "CHEMIA I BIZNES". ZAPRASZAMY.

tworzywa sztuczneKrahn ChemieHebronADCA