Použití pěnicích činidel v PVC suchých směsích – Které zvolit a proč?
Výrobci PVC dryblend často dostávají specifické požadavky od zákazníků ohledně vlastností materiálu. Jedním z běžných požadavků je přidání pěnicích činidel k snížení hustoty PVC a snížení množství suroviny používané při výrobě trubek.
Nicméně, přidání správného pěnidla vyžaduje přesný výběr, protože ovlivňuje zpracovatelnost PVC, kvalitu pěnění a mechanické vlastnosti. Tento článek se zabývá nejlepšími dostupnými možnostmi na trhu a klíčovými faktory při výběru správného pěnidla.
1️⃣ Proč přidávat pěnidla do PVC suchých směsí?
Pěnidla jsou chemické přísady, které termálně rozkládají během zpracování, uvolňující plyny (jako je CO₂ nebo dusík), což vytváří porézní strukturu v polymeru. Mezi výhody patří:
✔️ Nižší hustota materiálu – snižuje množství suroviny potřebné k výrobě stejného objemu trubky.
✔️ Nižší spotřeba PVC – pěnové PVC šetří suroviny, aniž by to ohrozilo strukturální integritu.
✔️ Vylepšená tepelná izolace – porézní struktura zlepšuje izolační vlastnosti.
Hlavní poznámka: Pěnový PVC nemění objem trubky, takže přímo neovlivňuje náklady na dopravu. Hlavní úspory pocházejí z snížení spotřeby materiálu, což činí výrobu nákladově efektivnější.
2️⃣ Výzvy při používání pěnicích činidel v PVC suchých směsích
Přidání pěnicích činidel do recyklovaných PVC suchých směsí zahrnuje několik technologických výzev:
- Homogenizace směsi – pěnidla musí být rovnoměrně rozložena v materiálu.
- Dopad na tepelnou stabilitu PVC – některé pěnidla mohou urychlit degradaci polymeru.
- Optimální teplota aktivace – každý pěnidlo se rozkládá v jiném teplotním rozmezí.
3️⃣ Typy pěnidla pro PVC – Které si vybrat?
Na trhu je k dispozici několik pěnicích činidel pro PVC suché směsi, které jsou rozděleny na chemické a fyzikální činidla.
Chemické pěnidla
🔹 Azodikarbonamid (ADC)
- Nejčastěji používaný pěnidlo pro PVC.
- Rozkládá se při 190–210°C, uvolňuje dusík a CO₂.
- Vytváří středně velké póry – rovnováha mezi snížením hmotnosti a pevností.
- Aktivaci lze upravit pomocí aktivátorů (např. metalických oxidů).
🔹 Oxobisbenzenosulfonylhydrazid (OBS)
-
Aktivuje se při nižších teplotách (150–180 °C), což jej činí vhodným pro PVC s nižší tepelnou odolností.
- Produkuje menší póry než ADC, čímž zlepšuje kvalitu povrchu.
- Méně tepelného rozkladu než ADC.
🔹 Uhličitany a hydrogenuhličitany (např. hydrogenuhličitan sodný, NaHCO₃)
- Rozložte na CO₂ a vodu pro pěnění.
- Méně agresivní než ADC, ale může vyžadovat vyšší teploty aktivace.
- Vhodné pro méně náročné aplikace.
🔬 Fyzikální pěnidla
Méně běžně používané v PVC suchých směsích ale aplikované v vytlačování procesech.
🔹 Dusík (N₂), oxid uhličitý (CO₂) – vyžadují systémy s vysokým tlakem pro injekci plynu do taveniny PVC.
🔹 Fluorované uhlovodíky (např. pentan, izobutan) – hlavně používané pro pěnění polyolefinů.
4️⃣ Jak vybrat nejlepší pěnidlo?
Výběr správného pěnidla závisí na několika klíčových faktorech:
Aktivační teplota
✔️ Tvrdý PVC (trubky, profily): ADC (190–210°C) nebo OBS (150–180°C).
✔️ Pěnový PVC (např. panely, desky): OBS nebo sodné bikarbonáty.
Dopad na tepelnou stabilitu PVC
✔️ U recyklovaného PVC se doporučuje vyhnout se vysokému obsahu ADC – OBS může být lepší volba.
Velikost a rozložení pórů
✔️ ADC – střední póry → dobrá rovnováha mezi hmotností a pevností.
✔️ OBS – menší póry → hladší povrch, méně mechanického oslabení.
✔️ Bikarbonát sodný – větší póry → pro méně náročné aplikace.
Snadnost míchání s Dryblend
✔️ ADC a OBS vyžadují intenzivní míchání, nejlépe v rychloběžných mixérech (např. Henschel).
5️⃣ Jak zajistit efektivní homogenizaci suché směsi?
Aby se předešlo problémům s zpracováním:
✔️ Používejte vysoce výkonné vysokorychlostní míchačky (např. Henschel) pro rovnoměrné rozložení pěnic.
✔️ Optimalizujte čas míchání a teplotu – nadměrné zahřívání může příliš brzy aktivovat pěnidla.
✔️ Použijte kompatibilní tepelně stabilizátory k prevenci degradace PVC během zpracování.
Shrnutí – Který pěnivý prostředek zvolit pro PVC suché směsi?
✔️ ADC je nejčastěji používaný pěnidlo, ale vyžaduje pečlivou kontrolu termální stability.
✔️ OBS je lépe přizpůsoben pro recyklovaný PVC díky své nižší aktivaci teploty.
✔️ Bikarbonát sodný je jednoduchou alternativou pro méně náročné aplikace.
✔️ Správné míchání a kontrola teploty aktivace jsou klíčové pro efektivní pěnění.
Pokud vyrábíte PVC suché směsi a zvažujete pěnidla, výběr správného aditiva pro proces vašeho zákazníka je klíčový
Teploty zpracování a rozkladu PVC
Pokud mluvíme o teplotách zpracování, stojí za to zvážit:
Teplota zpracování PVC:
- Pevné PVC (uPVC): 160–200 °C
- Plastifikovaný PVC (měkké PVC): 140–180 °C
Teplota rozkladu PVC:
- PVC začíná termálně degradovat při teplotě kolem 200–220 °C, ale významná dekompozice nastává nad 250 °C.
- Během rozkladu se uvolňuje chlorovodík (HCl), který urychluje degradaci a způsobuje žloutnutí materiálu.
Tepelné stabilizátory (např. sloučeniny vápníku-zinku, organotinové sloučeniny) umožňují zpracování PVC při vyšších teplotách, čímž se zpožďuje degradace.
V průmyslových aplikacích je udržení správného zpracovatelského okna klíčové pro prevenci poškození PVC během vytlačování nebo formování.