Používanie penivých činidiel v PVC suchých zmesiach – Ktoré si vybrať a prečo?

Výrobcovia PVC suchých zmesí často dostávajú špecifické požiadavky od zákazníkov týkajúce sa vlastností materiálu. Jednou z bežných požiadaviek je pridanie penivých činidiel na zníženie hustoty PVC a zniženie množstva suroviny použitej pri výrobe rúr.

Avšak pridanie správneho penivého činidla si vyžaduje presný výber, pretože ovplyvňuje spracovateľnosť PVC, kvalitu penenia a mechanické vlastnosti. Tento článok sa zaoberá najlepšími dostupnými možnosťami na trhu a kľúčovými faktormi pri výbere správneho penivého činidla.

1️⃣ Prečo pridávať penivé činidlá do PVC suchých zmesí?

Penačové činidlá sú chemické prísady, ktoré termálne rozkladajú počas spracovania, uvoľňujúc plyny (ako CO₂ alebo dusík), čo vytvára poréznu štruktúru v polyméri. Výhody zahŕňajú:

✔️ Nižšia hustota materiálu – znižuje množstvo suroviny potrebnej na výrobu rovnakého objemu potrubia.
✔️ Nižšia spotreba PVC – penové PVC šetrí suroviny bez ohrozenia štrukturálnej integrity.
✔️ Vylepšená tepelná izolácia – porézna štruktúra zlepšuje izolačné vlastnosti.

Kľúčová poznámka: Penené PVC nepremení objem potrubia, takže priamo neovplyvňuje náklady na dopravu. Hlavné úspory prichádzajú z znižovania spotreby materiálu, čo robí výrobu nákladovo efektívnejšou.

2️⃣ Výzvy pri používaní penivých činidiel v PVC suchých zmesiach

Pridávanie penivých činidiel do recyklovaných PVC suchých zmesí zahŕňa niekoľko technologických výziev:

• Homogenizácia zmesi – penotvorné látky musia byť rovnomerne rozložené v materiáli.
• Vplyv na tepelnú stabilitu PVC – niektoré penivé činidlá môžu urýchliť degradáciu polyméru.
• Optimálna teplota aktivácie – každý penotvorný prostriedok sa rozkladá pri inej teplotnej škále.

3️⃣ Typy penidiel pre PVC – Ktoré si vybrať?

Na trhu sú k dispozícii rôzne penivé činidlá pre PVC suché zmesi, ktoré sú rozdelené na chemické a fyzikálne činidlá.

Chemické penotvorné činidlá

🔹 Azodikarbonamid (ADC)

• Najčastejšie používaný penotvorný prostriedok pre PVC.
• Rozkladá sa pri 190–210°C, uvoľňujúc dusík a CO₂.
• Vytvára stredne veľké póry – rovnováha medzi znížením hmotnosti a pevnosťou.
• Aktiváciu je možné upraviť pomocou aktivátorov (napr. kovových oxidov).

🔹 Oxobisbenzenosulfonylhydrazid (OBS)

• Aktivuje sa pri nižších teplotách (150–180 °C), čo ho robí vhodným pre PVC s nižšou tepelnou odolnosťou.
  
• Produkuje menšie póry ako ADC, čím zlepšuje kvalitu povrchu.
  
• Menej tepelného rozkladu ako ADC.

🔹 Uhličitany a hydrogenuhličitany (napr. hydrogénuhličitan sodný, NaHCO₃)

• Rozložte sa na CO₂ a vodu na penenie.
• Menej agresívny ako ADC, ale môže vyžadovať vyššie teploty aktivácie.
•  Vhodné pre menej náročné aplikácie.

🔬 Fyzikálne penotvorné látky

Menej často používané v PVC suchých zmesiach ale aplikované v vytláčanie procesoch.

🔹 Dusík (N₂), oxid uhličitý (CO₂) – vyžadujú systémy s vysokým tlakom na injekciu plynu do roztaveného PVC.
🔹 Fluorované uhľovodíky (napr. pentán, izobután) – hlavne sa používajú na penenie polyolefínov.

4️⃣ Ako si vybrať najlepší penivý prostriedok?

Výber správneho penidla závisí od niekoľkých kľúčových faktorov:

Aktivačná teplota

✔️ Rigid PVC (trubky, profily): ADC (190–210°C) alebo OBS (150–180°C).
✔️ Pena PVC (napr. panely, dosky): OBS alebo uhličitan sodný.

Vplyv na tepelnú stabilitu PVC

✔️ Pre recyklovaný PVC je vhodné vyhnúť sa vysokému obsahu ADC – OBS môže byť lepšou voľbou.

Veľkosť a rozdelenie pórov

✔️ ADC – stredné póry → dobrá rovnováha medzi hmotnosťou a pevnosťou.
✔️ OBS – menšie póry → hladší povrch, menej mechanického oslabenia.
✔️ Bikarbonát sodný – väčšie póry → pre menej náročné aplikácie.

Jednoduchosť miešania s Dryblend

✔️ ADC a OBS vyžadujú intenzívne miešanie, najlepšie v vysokorýchlostných miešačkách (napr. Henschel).

5️⃣ Ako zabezpečiť efektívnu homogenizáciu suchých zmesí?

Aby sa predišlo problémom s spracovaním:

✔️ Použite vysokovýkonné vysokorýchlostné miešačky (napr. Henschel) na rovnomerné rozdelenie penotvorných činidiel.
✔️ Optimalizujte čas a teplotu miešania – nadmerné zahrievanie môže aktivovať penotvorné látky príliš skoro.
✔️ Použite kompatibilné tepelné stabilizátory, aby ste predišli degradácii PVC počas spracovania.

Zhrnutie – Ktorý penivý prostriedok zvoliť pre PVC suché zmesi?

✔️ ADC je najčastejšie používaný penotvorný prostriedok, ale vyžaduje starostlivé riadenie tepelnej stability.
✔️ OBS je lepšie prispôsobený pre recyklovaný PVC kvôli svojej nižšej aktivačnej teplote.
✔️ Bikarbonát sodný je jednoduchou alternatívou pre menej náročné aplikácie.
✔️ Správne miešanie a kontrola teploty aktivácie sú kľúčové pre efektívne penenie.

Ak vyrábate PVC suché zmesi a zvažujete penotvorné činidlá, výber správneho aditíva pre proces vášho zákazníka je kľúčový

Teploty spracovania a rozkladu PVC

Ak hovoríme o teplotách spracovania, stojí za to zvážiť:

Teplota spracovania PVC:

• Pevné PVC (uPVC): 160 až 200 °C
• Plastifikovaný PVC (Mäkké PVC): 140 až 180 °C

Teplota rozkladu PVC:

• PVC začína termálne degradovať pri teplotách okolo 200–220°C, ale významná dekompozícia sa vyskytuje nad 250°C.
• Počas rozkladu sa uvoľňuje chlorovodík (HCl), ktorý urýchľuje degradáciu a spôsobuje žltnutie materiálu.

Tepelné stabilizátory (napr. vápnik-zinok, organotínové zlúčeniny) umožňujú spracovanie PVC pri vyšších teplotách, čím sa oneskoruje degradácia.

V priemyselných aplikáciách je udržanie správneho spracovateľského okna kľúčové na zabránenie poškodeniu PVC počas vytláčanie alebo formovania.