Використання піноутворювачів у сухих сумішах ПВХ – який обрати і чому?

Виробники сухих сумішей ПВХ часто отримують специфічні запити від клієнтів щодо властивостей матеріалів. Одним із поширених запитів є додавання пінних агентів для зменшення щільності ПВХ та зниження кількості сировини, що використовується у виробництві труб.

Однак додавання правильного піноутворювача вимагає точного вибору, оскільки це впливає на процесність ПВХ, якість піноутворення та механічні властивості. У цій статті обговорюються найкращі доступні варіанти на ринку та ключові фактори у виборі правильного піноутворювача.

1️⃣ Чому додають піноутворювачі до сухих сумішей ПВХ?

Піногасники – це хімічні добавки, які термічно розкладаються під час обробки, вивільняючи гази (такі як CO₂ або азот), що створює пористу структуру в полімері. Переваги включають:

✔️ Нижча щільність матеріалу – зменшення кількості сировини, необхідної для виробництва того ж обсягу труби.
✔️ Зниження споживання ПВХ – пінополівінілхлорид економить сировину, не compromising структурну цілісність.
✔️ Покращена термічна ізоляція – пориста структура покращує ізоляційні властивості.

Ключова нотатка: Пінополівінілхлорид не змінює об'єм труби, тому він не впливає безпосередньо на витрати на транспортування. Основні заощадження походять від зменшення споживання матеріалів, що робить виробництво більш економічним.

2️⃣ Виклики у використанні піноутворювачів у сухих сумішах ПВХ

Додавання піноутворювачів до перероблених сухих сумішей ПВХ пов'язане з кількома технологічними викликами:

• Гомогенізація суміші – піноутворювачі повинні бути рівномірно розподілені по всьому матеріалу.
• Вплив на термічну стабільність ПВХ – деякі піногасники можуть прискорювати деградацію полімеру.
• Оптимальна температура активації – кожен піногасник розкладається при різному температурному діапазоні.

3️⃣ Типи піноутворювачів для ПВХ – Який обрати?

На ринку доступні різні піноутворювачі для сухих сумішей ПВХ, які класифікуються на хімічні та фізичні агенти.

Хімічні піноутворювачі

🔹 Азодикарбонамід (ADC)

• Найбільш поширений піноутворювач для ПВХ.
• Розкладається при 190–210°C, вивільняючи азот і CO₂.
• Створює пори середнього розміру – баланс між зменшенням ваги та міцністю.
• Активацію можна регулювати за допомогою активаторів (наприклад, металевих оксидів).

🔹 Окобісбензенсульфонілгідразид (OBS)

• Активується при нижчих температурах (150–180°C), що робить його придатним для ПВХ з нижчою термічною стійкістю.
  
• Виробляє менші пори ніж ADC, покращуючи якість поверхні.
  
• Менше термічне руйнування, ніж у ADC.

🔹 Карбонати та бікарбонати (наприклад, натрію бікарбонат, NaHCO₃)

• Розкласти на CO₂ та воду для піноутворення.
• Менш агресивний, ніж ADC, але може вимагати вищих температур активації.
•  Підходить для менш вимогливих застосувань.

🔬 Фізичні піноутворювачі

Менш поширене використання в ПВХ-сухих сумішах, але застосовується в екструзія процесах.

🔹 Азот (N₂), вуглекислий газ (CO₂) – вимагають систем високого тиску для ін'єкції газу в розплавлений ПВХ.
🔹 Флуоровані вуглеводні (наприклад, пентан, ізобутан) – в основному використовуються для піноутворення поліолефінів.

4️⃣ Як вибрати найкращий піноутворювач?

Вибір правильного піноутворювача залежить від кількох ключових факторів:

Температура активації

✔️ Жорсткий ПВХ (трубки, профілі): ADC (190–210°C) або OBS (150–180°C).
✔️ Пінополівінілхлорид (наприклад, панелі, листи): OBS або натрію бікарбонати.

Вплив на термічну стабільність ПВХ

✔️ Для переробленого ПВХ рекомендується уникати високого вмісту АДК – OBS може бути кращим вибором.

Розмір і розподіл пор

✔️ ADC – середні пори → хороший баланс між вагою та міцністю.
✔️ OBS – менші пори → гладкіша поверхня, менше механічне ослаблення.
✔️ Бікарбонат натрію – більші пори → для менш вимогливих застосувань.

Легкість змішування з Dryblend

✔️ ADC та OBS вимагають інтенсивного змішування, бажано в високошвидкісних змішувачах (наприклад, Henschel).

5️⃣ Як забезпечити ефективну гомогенізацію сухої суміші?

Щоб уникнути проблем з обробкою:

✔️ Використовуйте високопродуктивні високошвидкісні міксери (наприклад, Henschel) для рівномірного розподілу піноутворювачів.
✔️ Оптимізуйте час змішування та температуру – надмірне нагрівання може занадто рано активувати піноутворювачі.
✔️ Застосуйте сумісні термічні стабілізатори, щоб запобігти деградації ПВХ під час обробки.

Резюме – Який піноутворювач вибрати для сухих сумішей ПВХ?

✔️ ADC є найпоширенішим піноутворювачем, але вимагає ретельного контролю термічної стабільності.
✔️ OBS краще підходить для переробленого ПВХ завдяки нижчій температурі активації.
✔️ Сода харчова є простим альтернативним варіантом для менш вимогливих застосувань.
✔️ Правильне змішування та контроль температури активації є вирішальними для ефективного піноутворення.

Якщо ви виробляєте ПВХ сухі суміші і розглядаєте пінні агенти, вибір правильного добавки для процесу вашого клієнта є ключовим

Температури обробки та розкладу ПВХ

Якщо ми говоримо про температури обробки, варто врахувати:

Температура обробки ПВХ:

• Твердий ПВХ (uPVC): 160–200°C
• Пластифікований ПВХ (м'який ПВХ): 140–180°C

Температура розкладу ПВХ:

• ПВХ починає термічно розкладатися при температурі близько 200–220°C, але значне розкладання відбувається вище 250°C.
• Під час розкладу хлороводень (HCl) вивільняється, що прискорює деградацію та викликає пожовтіння матеріалу.

Термостабілізатори (наприклад, кальцій-цинкові, органотинові сполуки) дозволяють обробляти ПВХ при вищих температурах, затримуючи деградацію.

У промислових застосуваннях підтримка правильного вікна обробки є критично важливою для запобігання пошкодженню ПВХ під час екструзія або формування.