




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1XPS板材生產(chǎn)用發(fā)泡劑的選擇信春玲010-6445292013910724559xincl@北京化工大學(xué)機電工程學(xué)院
XPS生產(chǎn)用發(fā)泡劑的選用原則發(fā)泡劑對PS的塑化作用發(fā)泡劑在PS中的溶解與擴散發(fā)泡劑的理化性能
引言主要內(nèi)容1引言3XPS板材生產(chǎn)工藝1引言4發(fā)泡劑是XPS生產(chǎn)的主要關(guān)鍵原料板材的密度板材的導(dǎo)熱系數(shù)尺寸穩(wěn)定性擠出工藝設(shè)備要求生產(chǎn)成本---對制品綜合性能及生產(chǎn)穩(wěn)定性有重要影響1引言5發(fā)泡劑是XPS生產(chǎn)的主要關(guān)鍵原料什么樣的發(fā)泡劑?添加多少?HCFC-142a,HCFC-22?丁烷、戊烷?CO2?乙醇、甲醇?二甲醚?HFC-152a,HFC-134a?HFO-1234ze??1引言6物理發(fā)泡劑的發(fā)展歷史
分子量(g/mol)沸點(°C)25℃下的蒸汽壓(kpa)
ODPGWP可燃性CFC-11137.423.7105.614750NoCFC-12120.9-29.8651.6110890NoCFC-113187.447.744.5416130NoCFC-114170.93.5213.46110040NoHCFC-2286.5-40.71043.80.0551810NoHCFC-142b100.5-9.1338.950.0652310YesPropane44.1-42.1950.700Yesn-Butane58.1-0.5243.100YesIso-butane72.2-11.7348.900YesHFC-152a66-24.7598.50140YesHFC-134a102-26.3665.4801300NoCO244-78.5N/A01NoN228-195.8N/A00NoBefore1990safter2010Later1990sPotential1引言7環(huán)境友好性是推動發(fā)泡劑替代的主要動力。
也是發(fā)泡劑選用的首要和基本要求。發(fā)泡劑的理化性能發(fā)泡劑在PS中的溶解與擴散發(fā)泡劑對PS的增塑作用2發(fā)泡劑的理化特性8沸點(boilingpoint)蒸汽壓(vaporpressure)分子量(molecularweight)導(dǎo)熱系數(shù)(thermalconductivity)物理性能化學(xué)性能反應(yīng)性(惰性)可燃性對人身健康危害性2發(fā)泡劑的理化特性92.1發(fā)泡劑的物理性能沸點(boilingpoint)液態(tài)氣態(tài)
水乙醇甲醇二甲醚正丁烷正戊烷142b152a134a沸點(℃)10078.364.7-24.9-0.536.1-9.2-24.7-26.5與環(huán)境壓力有關(guān)常溫下為液體環(huán)境溫度(泡孔內(nèi)溫度)低于發(fā)泡劑沸點,發(fā)泡劑液化,不能促進(jìn)泡孔生長,且易造成制品收縮變形發(fā)泡劑的沸點低于37.8℃2發(fā)泡劑的理化特性10蒸汽壓(vaporpressure)
水乙醇甲醇二甲醚正丁烷正戊烷142b152a134a沸點(℃)10078.364.7-24.9-0.536.1-9.2-24.7-26.5蒸汽壓(kPa)3.175.9513.0510243.268.3338.9598.5665.525℃時的飽和蒸汽壓沸點越低,蒸汽壓越高,發(fā)泡時需要更高的機頭壓力以防止以預(yù)發(fā)泡可發(fā)泡性強,能促進(jìn)泡孔進(jìn)一步生長2發(fā)泡劑的理化特性11分子量(molecularweight)100g的142b,氣體體積
V46g的二甲醚,氣體體積V溫度T和壓力P相同情況下142b二甲醚丁烷152a分子量(g/mol)100465866想得到發(fā)泡倍率相同的XPS板材,
用二甲醚取代142b,添加量為原用量的46/100
丁烷58/100
152a66/100不考慮發(fā)泡劑擴散逃逸,用較低分子量的發(fā)泡劑替代高分子量的發(fā)泡劑時,盡管發(fā)泡倍率相同,其用量會相應(yīng)減小。2發(fā)泡劑的理化特性12導(dǎo)熱系數(shù)(λg)λ=λs+λg+λr
λ:XPS板材的導(dǎo)熱系數(shù)λs:PS固體部分的導(dǎo)熱系數(shù)λg:發(fā)泡劑的導(dǎo)熱系數(shù)λr
:輻射傳熱系數(shù)CFC-11142b152a134a丁烷CO2N2λ(W/mK)0.00820.01080.01360.01270.01590.01650.0258擴散系數(shù)(*10-13m2/s)2.42.616002.9--10001400發(fā)泡劑導(dǎo)熱系數(shù)對XPS板材的隔熱性能貢獻(xiàn)有多大?2發(fā)泡劑的理化特性13XPS中發(fā)泡劑含量隨時間衰減ZhenjinZhu,JinHoZong,C.B.Park,Manoj
Choudhar,EffectoflossofblowingagentsonthermalinsulationpropertiesofPSfoams,JournalofHeattransfer,2009,vol131XPS導(dǎo)熱系數(shù)隨時間變化
發(fā)泡劑含量衰減對XPS導(dǎo)熱系數(shù)的影響2發(fā)泡劑的理化特性14發(fā)泡劑含量衰減對XPS導(dǎo)熱系數(shù)的影響Dow化學(xué)實際實驗結(jié)果142b134a152aCO25cm,32kg/m32發(fā)泡劑的理化特性15泡孔尺寸對輻射傳熱的影響減小泡孔尺寸,輻射傳熱降低,XPS導(dǎo)熱系數(shù)降低;泡孔密度提高,XPS的導(dǎo)熱系數(shù)減小。石墨微觀結(jié)構(gòu)引入紅外吸收劑降低25%保溫厚度可降低25%密度降低30%原料節(jié)省30%25303540452530354045density[kg/m3][mW/mxK]XPS/CO2紅外吸收33,8OhioStateUniversity2發(fā)泡劑的理化特性172.2發(fā)泡劑的化學(xué)性能反應(yīng)性(惰性)可燃性對人身健康危害性安全性易燃易爆危險品火災(zāi)危險性分級及試驗方法:易燃易爆危險品火災(zāi)危險性分級》,按照爆炸極限將易燃?xì)怏w分為兩級:Ⅰ級
爆炸下限<10%;或不論爆炸下限,爆炸范圍≥12%Ⅱ級10%≤爆炸下限<13%,且爆炸極限范圍<12%可燃性2發(fā)泡劑的理化特性18152a乙醇
二甲醚甲醇異丁烷甲酸甲酯134a可燃性易燃易燃易燃易燃易燃易燃不燃爆炸極限3.7-18.0%3.3-19.0%3-17%6-36.5%1.8-8.5%4.5-32.0%---根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016)將易燃液體的火災(zāi)危險性分為二類:甲類:爆炸下限<10%的氣體;乙類:爆炸下限≥10%的氣體。2發(fā)泡劑的理化特性19
根據(jù)火災(zāi)危險性等級和《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2006)要求,進(jìn)行廠區(qū)規(guī)劃和建筑防火設(shè)計。單獨設(shè)置高壓泵房,并安裝通風(fēng)系統(tǒng),與XPS生產(chǎn)車間有安全距離;XPS生產(chǎn)車間安裝通風(fēng)排氣系統(tǒng)、可燃?xì)怏w檢測系統(tǒng);電氣安全;建立安全生產(chǎn)規(guī)章制度;編制應(yīng)急預(yù)案。
《二氧化碳技術(shù)制備擠塑聚苯乙烯泡沫板安全生產(chǎn)白皮書》2發(fā)泡劑的理化特性20對人身健康危害性二氟乙烷(152a)有窒息作用。過量接觸引起眩暈、定向障礙、易激動、中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制等。二甲醚對呼吸道和眼睛有輕微的刺激作用,對神經(jīng)系統(tǒng)有影響。甲醇對人體的神經(jīng)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)影響最大,甲醇蒸氣能損害人的呼吸道粘膜和視力。慢性中毒反應(yīng)為:眩暈、昏睡、頭痛、耳鳴、視力減退、消化障礙。我國有關(guān)部門規(guī)定,空氣中允許甲醇濃度為50mg/m3,在有甲醇?xì)獾默F(xiàn)場工作須戴防毒面具。213發(fā)泡劑在PS中的溶解和擴散3.1發(fā)泡劑在PS中的溶解氣體/聚合物均相溶液發(fā)泡過程:泡孔成核及生長固化定型223發(fā)泡劑在PS中的溶解和擴散CO2注氣量5wt%,
一階擠出機壓力大于15MPa
機頭壓力大于8MPa隨壓力增大,S增大隨溫度升高,S降低3發(fā)泡劑在PS中的溶解和擴散23不同發(fā)泡劑在PS中的溶解度190℃100℃CO2的溶解度遠(yuǎn)低于HCFC,HFC,醇類二氧化碳發(fā)泡工藝的話,要求更高的擠出壓力3發(fā)泡劑在PS中的溶解和擴散24加工設(shè)備對發(fā)泡劑溶解的影響CO2在PS中的溶解度(215℃)雙螺桿擠出機中CO2在PS中的溶解雙螺桿擠出機更強的分散混合能力使氣體團(tuán)聚體細(xì)化,擴散入聚合物中的路徑縮短,從而溶解量增加停留時間3發(fā)泡劑在PS中的溶解和擴散25共發(fā)泡劑提高二氧化碳的溶解度S.H.Mahmood,C.Xin,
P.Gong,
J.H.Lee,G.Li,andC.B.Park
*3發(fā)泡劑在PS中的溶解和擴散26共發(fā)泡劑飽和壓力主要由CO2含量決定,CO2的溶解度沒有變化在一定的壓力下,總的發(fā)泡劑的溶解度可以提高RichardGendron,MichelF.Champagne,FoamingpolystyrenewithamixtureofCO2andethanol,Journalofcellularplastics,volume42,20063發(fā)泡劑在PS中的溶解和擴散27提高加工壓力;降低加工溫度;改善混合效率;延長混合時間選用共發(fā)泡劑提高發(fā)泡劑溶解的措施:3發(fā)泡劑在PS中的溶解和擴散283.2發(fā)泡劑在PS中的擴散成核生長定型溶解發(fā)泡工藝過程:√√√擴散系數(shù)D↑,均相溶液形成時間縮短溶解總時間分散混合時間=物理擴散時間+3發(fā)泡劑在PS中的溶解和擴散293.2發(fā)泡劑在PS中的擴散氣泡生長:生長的動力:氣泡內(nèi)外的壓差擴散系數(shù)D影響泡孔生長速率3發(fā)泡劑在PS中的溶解和擴散303.2發(fā)泡劑在PS中的擴散氣泡定型:如果DBA>Dair,T沒有冷卻到Tg或Tm以下,發(fā)泡材料起皺、收縮3發(fā)泡劑在PS中的溶解和擴散31影響發(fā)泡劑在PS中擴散的因素Fick定律P壓力升高,擴散系數(shù)增大;溫度升高,擴散系數(shù)增大;T工藝條件對擴散系數(shù)的影響3發(fā)泡劑在PS中的溶解和擴散32發(fā)泡劑種類不同,擴散系數(shù)不同CO2擴散系數(shù)比142b大104泡孔生長速率大大提高,機頭內(nèi)泡孔生長,制品有褶皺口模結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計4發(fā)泡劑對PS的增塑作用334.1降低熔體粘度壓力降低電流/扭矩降低擠出工藝參數(shù):在線流變儀注氣量溫度
4發(fā)泡劑對PS的增塑作用344.2玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)降低發(fā)泡劑注氣量增加,Tg降低注氣量相同情況下,分子量小的發(fā)泡劑Tg降低更多4發(fā)泡劑對PS的增塑作用35復(fù)合發(fā)泡劑乙醇加入提高了總發(fā)泡劑的溶解度,相應(yīng)增塑作用增加板面質(zhì)量達(dá)到改善容重降低設(shè)備載荷降低5XPS生產(chǎn)用發(fā)泡劑的選用原則36環(huán)境友好性是發(fā)泡劑選用的首要和基本要求
CO2是目前XPS生產(chǎn)的主要替代發(fā)泡劑安全性是重要考慮因素選用沸點較低的發(fā)泡劑,提高制品尺寸穩(wěn)定性發(fā)泡劑注入量的主要依據(jù)---溶解度加工工藝調(diào)節(jié)主要考慮及參考依據(jù)---發(fā)泡劑的增塑作用5XPS生產(chǎn)用發(fā)泡劑
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 提高公司財務(wù)團(tuán)隊服務(wù)水平的培訓(xùn)計劃
- 提升前臺溝通技巧的工作計劃
- 醫(yī)院財務(wù)管理優(yōu)化的策略與效果計劃
- 學(xué)習(xí)資源共享平臺建設(shè)計劃
- 《貴州創(chuàng)泰礦業(yè)有限公司修文縣龍場鎮(zhèn)高倉老二洞鋁鐵礦山礦產(chǎn)資源綠色開發(fā)利用方案(三合一)》專家組評審意見
- 第二單元課題2氧氣-教學(xué)設(shè)計-2024-2025學(xué)年九年級化學(xué)人教版上冊
- 2025年鎮(zhèn)江道路運輸從業(yè)資格證模擬考試年新版
- 2025年湖州資格證模擬考試
- 2025年湖北貨車資格證考試題
- 2025年遼陽貨運從業(yè)資格證模擬考試下載題
- 班組長安全管理培訓(xùn)課件
- 增強CT檢查流程
- 水利行業(yè)知識培訓(xùn)課件
- 2025年春新外研版(三起)英語三年級下冊課件 Unit5第1課時Startup
- 2024年揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院單招職業(yè)適應(yīng)性測試試題庫(含答案)
- 2025-2030年中國人力資源服務(wù)行業(yè)全國市場開拓戰(zhàn)略制定與實施研究報告
- 2024年池州職業(yè)技術(shù)學(xué)院單招職業(yè)技能測試題庫標(biāo)準(zhǔn)卷
- 事故隱患內(nèi)部報告獎勵機制實施細(xì)則
- 事業(yè)單位考試(公共基礎(chǔ)知識)3000題每日練習(xí)
- 《CT、MR的臨床應(yīng)用》課件
- 2025農(nóng)村魚塘承包合同書
評論
0/150
提交評論