Habosító anyagok használata PVC szárazkeverékekben – Melyiket válasszuk és miért?

A PVC szárazkeverék gyártói gyakran kapnak konkrét vevői kéréseket az anyag tulajdonságaival kapcsolatban. Az egyik gyakori kérés a habosító szerek hozzáadása a PVC sűrűségének csökkentésére és a csőgyártás során felhasznált nyersanyag mennyiségének csökkentésére.

A megfelelő habosító anyag hozzáadása azonban pontos kiválasztást igényel, mivel ez befolyásolja a PVC feldolgozhatóságát, a habosítás minőségét és a mechanikai tulajdonságokat. Ez a cikk a piacon elérhető legjobb lehetőségeket és a megfelelő habosító anyag kiválasztásának kulcsfontosságú tényezőit tárgyalja.

1️⃣ Miért adjunk habosító szereket a PVC száraz keverékekhez?

A habosító szerek kémiai adalékanyagok, amelyek hőmérséklet hatására bomlanak a feldolgozás során, gázokat (például CO₂-t vagy nitrogént) szabadítva fel, ami porózus szerkezetet hoz létre a polimerekben. Az előnyök közé tartozik:

✔️ Alacsonyabb anyagsűrűség – csökkenti a szükséges nyersanyag mennyiségét, hogy ugyanannyi cső térfogatot előállítsunk.
✔️ Alacsonyabb PVC-fogyasztás – a habosított PVC nyersanyagot takarít meg anélkül, hogy a szerkezeti integritást veszélyeztetné.
✔️ Javított hőszigetelés – a porózus szerkezet javítja a szigetelési tulajdonságokat.

Fő megjegyzés: A habosított PVC nem változtatja meg a cső térfogatát, így nem befolyásolja közvetlenül a szállítási költségeket. A fő megtakarítások az anyagfogyasztás csökkentéséből származnak, így a termelés költséghatékonyabbá válik.

2️⃣ Kihívások a habosító szerek PVC szárazkeverékekben való használatában

A recycled PVC dryblends habosító anyagok hozzáadása számos technológiai kihívást jelent:

• A keverék homogenizálása – a habosító anyagokat egyenletesen kell elosztani az anyagban.
• Hatás a PVC hőstabilitására – egyes habosító szerek felgyorsíthatják a polimerek lebomlását.
• Optimális aktiválási hőmérséklet – minden habosító anyag különböző hőmérsékleti tartományban bomlik le.

3️⃣ Habosító Szerek Típusai PVC-hez – Melyiket Válasszuk?

A piacon különböző habosító szerek állnak rendelkezésre a PVC szárazkeverékek számára, amelyek kémiai és fizikai anyagok kategóriába sorolhatók.

Kémiai habosító anyagok

🔹 Azodikarbonamid (ADC)

• A PVC-hez leggyakrabban használt habosító anyag.
• 190–210°C-on bomlik le, nitrogént és CO₂-t bocsátva ki.
• Közepes méretű pórusokat hozz létre – egyensúly a súlycsökkentés és az erő között.
• Az aktiválás aktivátorok (pl. fém-oxidok) segítségével állítható be.

🔹 Oxobisbenzenoszulfonil-hidrazid (OBS)

• Alacsonyabb hőmérsékleten aktiválódik (150–180°C), így alkalmas alacsonyabb hőállóságú PVC-re.
  
• Kisebb pórusokat hoz létre, mint az ADC, javítva a felület minőségét.
  
• Kevesebb hőromlás, mint az ADC.

🔹 Karbonátok és hidrogénkarbonátok (pl. nátrium-hidrogénkarbonát, NaHCO₃)

• Bontsa le CO₂-ra és vízre habosításhoz.
• Kevésbé agresszív, mint az ADC, de magasabb aktiválási hőmérsékleteket igényelhet.
•  Alkalmas kevésbé igényes alkalmazásokhoz.

🔬 Fizikai Habosító Anyagok

Ritkábban használt PVC szárazkeverékekben, de alkalmazzák extrudálás folyamatokban.

🔹 Nitrogén (N₂), szén-dioxid (CO₂) – nagy nyomású rendszerek szükségesek a gáz injektálásához az olvadt PVC-be.
🔹 Fluorozott szénhidrogének (pl. pentán, izobután) – főként poliolefineket habosítására használják.

4️⃣ Hogyan válasszuk ki a legjobb habosító anyagot?

A megfelelő habosító anyag kiválasztása több kulcsfontosságú tényezőtől függ:

Aktiválási Hőmérséklet

✔️ Rugalmas PVC (csövek, profilok): ADC (190–210°C) vagy OBS (150–180°C).
✔️ Habosított PVC (pl. panelek, lemezek): OBS vagy nátrium-bikarbonátok.

A PVC hőstabilitására gyakorolt hatás

✔️ A visszanyert PVC esetében ajánlott elkerülni a magas ADC tartalmat – az OBS lehet a jobb választás.

Pórusméret és eloszlás

✔️ ADC – közepes pórusok → jó egyensúly a súly és az erő között.
✔️ OBS – kisebb pórusok → simább felület, kevesebb mechanikai gyengülés.
✔️ Nátrium-bikarbonát – nagyobb pórusok → kevésbé igényes alkalmazásokhoz.

A Dryblend-del való keverés egyszerűsége

✔️ Az ADC és az OBS intenzív keverést igényel, lehetőleg nagyteljesítményű keverőkben (pl. Henschel).

5️⃣ Hogyan biztosítható a szárazkeverék hatékony homogenizálása?

A feldolgozási problémák elkerülése érdekében:

✔️ Használjon nagy teljesítményű, nagy sebességű keverőket (pl. Henschel) a habképző anyagok egyenletes eloszlásához.
✔️ Optimalizálja a keverési időt és hőmérsékletet – a túlzott melegítés túl korán aktiválhatja a habosító anyagokat.
✔️ Alkalmazzon kompatibilis hőstabilizátorokat a PVC feldolgozása során történő degradáció megelőzésére.

Összefoglaló – Melyik habosító szert válasszuk PVC szárazkeverékekhez?

✔️ ADC a leggyakrabban használt habosító anyag, de gondos hőstabilitás-ellenőrzést igényel.
✔️ OBS jobban alkalmas újrahasznosított PVC-hez alacsonyabb aktiválási hőmérséklete miatt.
✔️ Nátrium-bikarbonát egy egyszerű alternatíva kevésbé igényes alkalmazásokhoz.
✔️ A megfelelő keverés és az aktiválási hőmérséklet ellenőrzése kulcsfontosságú a hatékony habosításhoz.

Ha PVC szárazkeverékeket gyárt, és habosító anyagokat fontolgat, a megfelelő adalékanyag kiválasztása az ügyfele folyamata szempontjából kulcsfontosságú

A PVC feldolgozási és bomlási hőmérsékletei

Ha a feldolgozási hőmérsékletekről beszélünk, érdemes figyelembe venni:

PVC Feldolgozási Hőmérséklet:

• Merev PVC (uPVC): 160-200°C
• Műanyagolt PVC (Puha PVC): 140-180°C

PVC Degradációs Hőmérséklete:

• A PVC kb. 200–220°C-on kezd hőmérséklet hatására bomlani, de jelentős bomlás 250°C felett következik be.
• A bomlás során hidrogén-klorid (HCl) szabadul fel, ami felgyorsítja a lebomlást és sárgulást okoz az anyagban.

Hőstabilizátorok (pl. kalcium-cink, organotin vegyületek) lehetővé teszik a PVC magasabb hőmérsékleten történő feldolgozását, késleltetve a degradációt.

Ipari alkalmazásokban a megfelelő feldolgozási ablak fenntartása kulcsfontosságú a PVC károsodásának megelőzése érdekében extrudálás vagy formázás során.