Använda skummedel i PVC-torrblandningar – Vilken ska man välja och varför?

PVC-torrblandningsproducenter får ofta specifika kundförfrågningar angående materialegenskaper. En vanlig förfrågan är tillägget av skummedel för att minska densiteten av PVC och sänka mängden råmaterial som används i rörproduktion.

Men att lägga till rätt skummedel kräver precis urval, eftersom det påverkar PVC-processbarhet, skumkvalitet och mekaniska egenskaper. Denna artikel diskuterar de bästa tillgängliga alternativen på marknaden och nyckelfaktorer för att välja rätt skummedel.

1️⃣ Varför tillsätta skummedel till PVC-torrblandningar?

Skummedel är kemiska tillsatser som dekomponeras termiskt under bearbetning, vilket frigör gaser (såsom CO₂ eller kväve), vilket skapar en porös struktur i polymeren. Fördelarna inkluderar:

✔️ Lägre materialdensitet – minskar mängden råmaterial som behövs för att producera samma volym rör.
✔️ Lägre PVC-förbrukning – skummad PVC sparar råmaterial utan att kompromissa med den strukturella integriteten.
✔️ Förbättrad termisk isolering – den porösa strukturen förbättrar isoleringsegenskaperna.

Nyckelpunkt: Skummad PVC ändrar inte rörens volym, så det påverkar inte direkt transportkostnaderna. De primära besparingarna kommer från att minska materialförbrukningen, vilket gör produktionen mer kostnadseffektiv.

2️⃣ Utmaningar med att använda skummedel i PVC-torrblandningar

Att tillsätta skummedel till återvunnen PVC-torrblandningar innebär flera teknologiska utmaningar:

• Homogenisering av blandningen – skummedel måste vara jämnt fördelade i materialet.
• Påverkan på PVC:s termiska stabilitet – vissa skummedel kan påskynda polymernedbrytning.
• Optimal aktiveringstemperatur – varje skummedel sönderdelas vid ett annat temperaturintervall.

3️⃣ Typer av skummedel för PVC – Vilken ska man välja?

Olika skummedel finns tillgängliga på marknaden för PVC-torrblandningar, kategoriserade i kemiska och fysiska medel.

Kemiska skummedel

🔹 Azodicarbonamid (ADC)

• Det mest använda skummedel för PVC.
• Bryts ner vid 190–210°C, vilket frigör kväve och CO₂.
• Skapar medelstora porer – en balans mellan viktminskning och styrka.
• Aktivering kan justeras med hjälp av aktiverare (t.ex. metalloxider).

🔹 Oxobisbenzenosulfonylhydrazid (OBS)

• Aktiveras vid lägre temperaturer (150–180°C), vilket gör den lämplig för PVC med lägre termisk motståndskraft.
  
• Producerar mindre porer än ADC, vilket förbättrar ytkvaliteten.
  
• Mindre termisk nedbrytning än ADC.

🔹 Karbonater och bikarbonater (t.ex. natriumbikarbonat, NaHCO₃)

• Bryt ner till CO₂ och vatten för skumning.
• Mindre aggressiv än ADC men kan kräva högre aktiveringstemperaturer
•  Lämplig för mindre krävande tillämpningar.

🔬 Fysiska skummedel

Mindre vanligt använt i PVC-torrblandningar men tillämpat i extruderingprocesser.

🔹 Kväve (N₂), koldioxid (CO₂) – kräver högtryckssystem för gasinjektion i smält PVC.
🔹 Fluorerade kolväten (t.ex. pentan, isobutan) – används främst för att skumma polyolefiner.

4️⃣ Hur väljer man den bästa skummedel?

Att välja rätt skummedel beror på flera viktiga faktorer:

Aktiveringstemperatur

✔️ Rigid PVC (rör, profiler): ADC (190–210°C) eller OBS (150–180°C).
✔️ Skummad PVC (t.ex. paneler, ark): OBS eller natriumbikarbonater.

Påverkan på PVC:s termiska stabilitet

✔️ För återvunnen PVC är det rekommenderat att undvika hög ADC-halt – OBS kan vara ett bättre val.

Porstorlek och fördelning

✔️ ADC – medelstora porer → en bra balans mellan vikt och styrka.
✔️ OBS – mindre porer → jämnare yta, mindre mekanisk försvagning.
✔️ Natriumbikarbonat – större porer → för mindre krävande tillämpningar.

Lätthet att blanda med Dryblend

✔️ ADC och OBS kräver intensiv blandning, helst i högvarviga blandare (t.ex. Henschel).

5️⃣ Hur säkerställer man effektiv homogenisering av torrblandning?

För att undvika behandlingsproblem:

✔️ Använd högpresterande höghastighetsblandare (t.ex. Henschel) för jämn fördelning av skummedel.
✔️ Optimera blandningstid och temperatur – överdriven uppvärmning kan aktivera skummedel för tidigt.
✔️ Applicera kompatibla termiska stabilisatorer för att förhindra PVC-nedbrytning under bearbetning.

Sammanfattning – Vilken skummedel ska man välja för PVC-torrblandningar?

✔️ ADC är det mest använda skummedel men kräver noggrann kontroll av termisk stabilitet.
✔️ OBS är bättre lämpad för återvunnen PVC på grund av sin lägre aktiveringstemperatur.
✔️ Natriumbikarbonat är ett enkelt alternativ för mindre krävande tillämpningar.
✔️ Korrekt blandning och temperaturkontroll för aktivering är avgörande för effektiv skumning.

Om du tillverkar PVC-torrblandningar och överväger skummedel, är det avgörande att välja rätt tillsats för din kunds process

Bearbetnings- och nedbrytningstemperaturer för PVC

Om vi pratar om bearbetningstemperaturer är det värt att överväga:

PVC Bearbetningstemperatur:

• Styv PVC (uPVC): 160–200°C
• Plastifierad PVC (Mjuk PVC): 140–180°C

PVC Nedbrytningstemperatur:

• PVC börjar termiskt nedbrytas vid omkring 200–220°C, men betydande nedbrytning sker över 250°C.
• Under nedbrytning frigörs saltsyra (HCl), vilket påskyndar nedbrytningen och orsakar gulning av materialet.

Termiska stabilisatorer (t.ex. kalcium-zink, organotinsammansättningar) möjliggör att PVC kan bearbetas vid högre temperaturer, vilket fördröjer nedbrytning.

I industriella tillämpningar är det avgörande att upprätthålla rätt bearbetningsfönster för att förhindra PVC-skador under extrudering eller formning.