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发泡剂(Foaming Agent)是一种能够产生大量气泡并稳定泡沫的化学物质。它们广泛应用于各个领域,包括建筑、消防、化工、食品、医药等。
泡沫混凝土发泡剂
对于泡沫混凝土来讲,发泡剂起到至关重要的作用。泡沫混凝土的物理性主要是其气孔封闭,直径小,壁膜薄与热、声源产生能量转换后具有隔热保暧、隔热作用。
水泥发泡剂应是中性水溶性材料,与水泥具有和易性、分散和聚合作用,才能引入大量的气孔制得泡沫混凝土,水泥发泡剂是制造的主要助剂。
动物类水泥发泡剂对水泥无活性作用,动物角质物料稀小价格昂贵,而且工艺并非一般设备可以制造,均用动物骨胶替代制成溶胶,这种溶胶在水泥碱液中被分解失去粘性,生成憎水性的反应物,隔离水泥微粒之间粘结力,并且造成泌水、分层、降沉,影响其材料均质性和强度,混凝土呈不规则状的。制造的泡沫混凝土的气孔是开放、线型的材料,是高吸水性的材料,用作建筑物室外隔墙、隔热层必造成墙体常年渗漏、潮湿。
动物骨胶与松香胶混合泡沫剂,严格地说是无效的水泥发泡剂,是一种粘稠膏状的发泡剂,此种称粘胶泡沫低分子发泡剂,是一种溶胶混合物,只溶于中性的自来水中,不耐碱易变质发臭,存放期只有数日,是一种数十年前采用的落后工艺,虽然采用机械在空气中制得丰富的泡沫,但是在水泥中很快被碱化破灭、盐析,泡沫泥浆在约10分钟以后泡沫泥浆大量的气泡逸出,制得的泡沫泡沫混凝土产生大量的水泌出、分层、离析、降沉、坍塌,断裂。更严重的是动物胶中含有丰富的动物脂肪蛋白,在空气中极易变臭变酸,发出恶臭污染环境,影响施工环境,居住中又会长期受到污染。
泡沫混凝土硬固时间需要2-3天。
泌水率∶发泡沫剂在用量0.5%-3%时,泌水量40mI-150mI
沉陷距∶发泡沫剂在用量1%-3%时,沉陷距5mm-50mm
浇注高度;
当浇注高超过100mm时使泡混凝土泥浆气泡受压加速逸出,使泥浆泌水更趋严重,泥浆分层、坍塌降沉,严重者降沉达30%。 不能震动,不能用于大体积、高层、远距离泵送和输送,不利于工业化生产泡沫混凝土。
制得的泡沫混凝土硬石外表产生盐析粉化物,断裂,平整度低,气孔呈开放不规则扁形、线形管状如冻豆腐,类似纤维状,干硬后收缩,抗压、抗折、导热、隔声物理性能大幅度降低,
泡沫剂存放期短,从生产之日起只可存放数日,其间化学性能随着时间而降低。
从大量试验制造泡沫混凝土的发泡剂是完全水解的聚合物,这种工艺技术含量高,生产使用对环境不产生污染,用量低,效果好。
化学发泡剂又有无机发泡剂和有机发泡剂之分 [2]。
有机发泡剂主要有以下几类:
1、偶氮化合物;
2、磺酰肼类化合物
3、亚硝基化合物 [2]。
无机发泡剂主要有以下类别:
碳酸盐:一种无机发泡剂,使用较多的主要是碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠。其中碳酸氢钠是白色粉末,比重2.16。分解温度约为100-140℃,并放出部分CO2,到270℃时失去全部CO2。溶于水而不溶于醇。
水玻璃:即硅酸钠,与玻璃粉料混合并加热到850℃左右时,与玻璃反应并放出大量气体,同时能加强材料抗压和抗拉强度,主要作为制备泡沫玻璃的发泡剂使用。
碳化硅:当前泡沫玻璃工业生产中所使用的主要发泡剂,800-900℃烧结时放出大量气体。
碳黑:也是一种非常好用的发泡剂,加热放出CO2,发泡效果好,但缺点是价格较高。
常用的物理发泡剂有低沸点的烷烃和氟碳化合物。物理发泡剂是复配型物理发泡剂,不仅具有发泡倍数高、泡沫稳定性好、泌水量低等优点,同时还能对菱镁水泥起到一定的改性作用,降低产品返卤泛霜的概率。物理发泡剂已广泛应用于防火板、轻质隔墙板等发泡菱镁制品的生产,并且在某些产品中(菱镁防火门芯等)具有事关成败的关键性作用。
物理发泡剂镁嘉图理化性能指标:
外观:淡黄色液体 密度:1.01~1.02 g/ cm3 固含量:≥35% PH值:9~10
活性剂
阴离子表面活性剂水溶液在机械作用力引入空气的情况下,产生大量泡沫,在纸面石膏板、发泡混凝土领域大量应用。
发泡剂的实质就是它的表面活性作用。没有表面活性作用,就不能发泡,也就不能成为发泡剂,表面活性是发泡的核心。
常用的表面活性剂类发泡剂有:
1.十二烷基硫酸钠(K12)
2.脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)
3.松香皂类发泡剂
4.动植物蛋白类发泡剂
5.纸浆废液等。
有机发泡剂存在的问题是:(1)发气量小,一般仅是无机发泡发泡剂的15%-30%,残渣量大,其中包括水和挥发性物质,有时会有臭味和表面喷霜;(2)发泡的分解发热量大,难以去除,尤其在制品壁厚度大的情况下,会使内部塑料过热而分解,降低性能;(3)发泡剂几乎都是易燃品,分解温度低,储存和使用均应小心。
理想的化学发泡剂应满足下列要求:
1、分解产生气体的温度范围应当狭窄
2、释放气体的速度应快,发气率应能控制
3、释放出来的气体应,无腐蚀,不燃烧,以氮气好二氧化碳也可以,还可以试二氧化氮,但二氧化氮气体有腐蚀性,好不用
4、化学发泡剂应容易分散均匀,能同塑料混熔者为佳。
5、,存储稳定,。
6、分解后的残渣应,无色,无嗅,也不会影响塑料的物理,化学性能以及力学性能,且呈化学惰性,不影响塑料的熔融速率和固化。
7、分解时不应大量放热,不影响塑料熔融及固化。
8、分解后的残渣同树脂相容性好,不发生残渣喷霜或渗析现象。
9、发泡剂的分解温度同树脂的熔融温度应一致。
以上是发泡剂选择的要点,具体要根据所需要的条件来选择。
塑料泡沫的形成一般可分为四个阶段。阶段,发泡剂完全均匀地分散在聚合物内,聚合物通常呈液体或熔融态。发泡剂此时在聚合物中可以形成真正的溶液,或者仅仅是均匀地分散在聚合物中,形成二相系统。第二阶段,大量单个的气泡形成后,该系统即转变成一个气体分散在液体中的系统了。此时往往要加入核化剂,以促进大量小气泡形成。核化剂一般是极细的惰性颗粒,它们为新气相的形成提供部位。