發(fā)泡劑ADC性能及改良論文

PAGE本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目：ADC發(fā)泡劑性能研究及改良學(xué)院：專業(yè)：姓名：指導(dǎo)教師：2011年P(guān)AGE1-3．2．3氯酸鈉氧化【4】【5】【6】反應(yīng)在酸性條件下進(jìn)行。催化劑用偏釩酸銨和芳烴磺酸鹽，收率93％一94％}用溴化鈉，溫度37．5℃，收率98％；用二氧化硒，38—40℃，收率96．6％，純度99．8％；用釩絡(luò)合物，60—75℃，收率95％，純度≥99％。氯酸鈉用量接近理論量，反應(yīng)終點(diǎn)易控制。1摩爾聯(lián)二脲僅需13．2．4氯氣和氯酸鈉并用利用上述兩法的長(zhǎng)處，避開(kāi)短處。先通氯約3小時(shí)后改為滴加飽和氯酸鈉溶液，收率≤96％，純度>99％。曾報(bào)道國(guó)內(nèi)個(gè)別小廠試用。3．2．5一氯脲氧化反應(yīng)溫度3O℃．滴加一氯脲溶液3小時(shí)后攪拌加分鐘．收率97．4％。一氯脲可由尿素水溶液于20—30％通氯氣制得。分離ADCA后的鹽酸脲的母液與水合肼在pH24回流可得聯(lián)二脲，收率95．3％。3.2.6電解法新型氧化法[7]工業(yè)上常用液氯氧化聯(lián)二脲生產(chǎn)的,該法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品的純度高,收率好，但液氯法成本高,且液氯有毒,運(yùn)輸不方便。重鉻酸鹽、高錳酸鹽氧化聯(lián)二脈均能制備ADC,然而前法會(huì)伴隨三價(jià)鉻離子的產(chǎn)生造成環(huán)境污染,而后者操作步驟復(fù)雜,產(chǎn)品分離困難，硝酸氧化聯(lián)二脲可制得高產(chǎn)率的ADC但過(guò)程中會(huì)有二氧化氮?dú)怏w和亞硝根離子污染環(huán)境。電解法可以避免環(huán)境污染,且催化劑在制備過(guò)程中可循環(huán)再生,生產(chǎn)成本顯然比化學(xué)法低廉有人在含有硫酸鉻、硫酸錳及釩的化合物的硫酸水溶液中電解氧化聯(lián)二脲制得ADC。在液氨中于－80℃的低溫下電解氧化甲酞胺制得ADC的。該法制得的產(chǎn)品其質(zhì)量可達(dá)到我國(guó)化工行業(yè)優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)率96%，4ADCA的用途4．1橡塑材料的發(fā)泡劑利用ADCA受熱分解產(chǎn)生的氣體使聚合物發(fā)泡。氣體中氮?dú)饧s占65％(體積，下同)、一氧化碳24％、二氧化碳5％、氨5％。殘?jiān)鼮槟蜻?、?lián)二脲、三聚異氰酸和三聚氟酸。作為發(fā)泡劑．發(fā)氣量高，用量就少，制品成本低；細(xì)度(包括粒徑分布)小，它的質(zhì)量指標(biāo)有發(fā)氣量、細(xì)度、分解溫度、水分、灰分和含量等。前2項(xiàng)尤為重要。關(guān)系到分解速率，泡孔細(xì)密程度和泡沫結(jié)構(gòu)均勻度。與其他化學(xué)發(fā)泡劑相比，ADCA發(fā)氣量較大、分解放熱中等、價(jià)格便宜、貯存穩(wěn)定、無(wú)毒且具白熄性，是消費(fèi)量最大(約占全部化學(xué)發(fā)泡劑的75％一90％)的廣譜發(fā)泡劑。它適用于多種樹(shù)脂，如PVC、PE、EVA、EPDlⅥ、PS、PU、環(huán)氧樹(shù)脂、天然和合成橡膠等。ADCA粗品經(jīng)過(guò)微細(xì)化和分級(jí)組配，可以調(diào)選分解速率；使用添加肼可以促進(jìn)或抑制分解，改善流動(dòng)性和分散性，提高發(fā)氣量，消除泡沫體表面的泛黃或噴霜，防止模具腐蝕以及優(yōu)化制品質(zhì)量[8]。豐富的改性內(nèi)容導(dǎo)致ADCA品種的多樣化，改性研究一直是它的發(fā)展方向。由于工藝基本無(wú)三廢、投資少、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益可觀，近年來(lái)滬浙兩地已有數(shù)套改性裝置投人運(yùn)轉(zhuǎn)。4．2面粉改良劑(或稱氧化劑、熟化劑、調(diào)理劑)[9]ADCA熟化面粉的反應(yīng)迅速(約2．5分鐘)，制成的面團(tuán)較干、不粘、內(nèi)聚力大．改善了面團(tuán)的流變學(xué)性能。這對(duì)于制作面包過(guò)程中面團(tuán)的連續(xù)擠出及切割尤為重要，翩成的面包體積大，質(zhì)地、外觀、成型性和回彈性皆好。制作面團(tuán)過(guò)程中，ADCA氧化了谷胱甘肽中的巰基基團(tuán)，自身還原為聯(lián)二脲。允許ADCA作食品添加劑的國(guó)家有美、英、法、德、日、意、澳、加、瑞典、瑞士、荷蘭、挪威、丹麥、比利時(shí)、盧森堡、西班牙、葡萄牙和以色列等國(guó)。法定最大添加量為0.045g／kg。4．3熏蒸劑配方[10]熏蒸劑由外部加熱或配方中產(chǎn)熱物質(zhì)的引燃使ADCA分解，發(fā)生的氣體作為配方中易揮發(fā)的殺蟲(chóng)或殺真菌劑的載體，以達(dá)到擴(kuò)散效果?？捎糜谵r(nóng)田大棚、室內(nèi)及糞池等場(chǎng)所。向陽(yáng)廠曾試驗(yàn)推廣過(guò)．因無(wú)市場(chǎng)而告終。4．4安全氣囊的生氣劑[11][12]汽車(chē)設(shè)置的安全氣囊可在突發(fā)事故時(shí)瞬間膨脹，緩沖司乘人員與車(chē)內(nèi)設(shè)施的碰撞。與生氣劑疊氰化鈉相比，ADCA價(jià)格低，分解溫度低于150℃4．5臺(tái)成高溫發(fā)泡劑如合成偶氪二甲酸鋇。它的分解溫度為250℃左右，理論發(fā)氣量177毫升／克，可用于高熔點(diǎn)材料如硬質(zhì)PvC、HDPE、PP、ABS、PC和尼龍6等發(fā)泡加工。ADCA用類似的方法可合成偶氮二甲酸鉀一鍶。市場(chǎng)前景目前國(guó)內(nèi)ADC發(fā)泡劑的消費(fèi)結(jié)構(gòu)為聚氯乙烯占40﹪，聚乙烯35﹪、聚丙烯12﹪、橡膠5﹪、其它8﹪，每年有5000—6000t的出口量，產(chǎn)品主要出口到東南亞、日本、韓國(guó)、俄羅斯等地[13]。我國(guó)是全球最大的ADC生產(chǎn)國(guó)與供應(yīng)國(guó)，生產(chǎn)能力達(dá)到15萬(wàn)t／a，約占全球總生產(chǎn)能力的50﹪左右，隨著我國(guó)合成樹(shù)脂和橡膠業(yè)的發(fā)展，在以塑代木的大趨勢(shì)下，塑料發(fā)泡制品生產(chǎn)快速增長(zhǎng)，使AI-K；發(fā)泡劑的需求也以每年20～25的速度遞增。1995～2004年生產(chǎn)能力年均增長(zhǎng)率約為18%。1996～1998年國(guó)內(nèi)主要21家生產(chǎn)廠的總生產(chǎn)能力由3．5萬(wàn)t／a擴(kuò)大到超過(guò)6萬(wàn)t／a，增長(zhǎng)71%，平均每年增加生產(chǎn)能力8000t。2000年以來(lái)，國(guó)內(nèi)ADC發(fā)泡劑市場(chǎng)供大于求，效益滑坡，2000年初銷(xiāo)售價(jià)為1．42萬(wàn)元／t，到年底降至1．16萬(wàn)元／t。生產(chǎn)成本最低的為0．92萬(wàn)元／t，一般都1．06～1．16萬(wàn)元／t，處于微利生產(chǎn)口[14]。到目前為止，我國(guó)生產(chǎn)廠多達(dá)30余家，遍布全國(guó)3O個(gè)省、市，除西藏、海南以外各省均有生產(chǎn)。改良添加促進(jìn)劑對(duì)ADO發(fā)泡劑性能的改進(jìn)ADC發(fā)泡促進(jìn)劑應(yīng)滿足如下條件：一是能有效地降低ADC分解溫度，發(fā)泡速率較快；二是與常規(guī)ADC分解時(shí)的發(fā)氣量相比不能有明顯降低(發(fā)氣量與發(fā)泡倍率密切相關(guān))；三是發(fā)泡促進(jìn)劑無(wú)毒或低毒，對(duì)塑料加工設(shè)備無(wú)腐蝕性等[15]。6.1添加單一促進(jìn)劑對(duì)ADc發(fā)泡劑性能的改進(jìn)研究表明，在ADC發(fā)泡劑中加入甘油，發(fā)氣量增加，但增加并不顯著；在發(fā)泡劑中加入醋酸鋅，發(fā)氣量增加明顯，在ADC發(fā)泡劑與醋酸鋅的質(zhì)量比為0．75時(shí)，發(fā)氣量最大；在ADC發(fā)泡劑中加入硫酸鉻或檸檬酸時(shí)，發(fā)氣量增加明顯，且發(fā)氣量隨著活化物質(zhì)量的增加而增加；在C發(fā)泡劑中加入碳酸鋅時(shí)，發(fā)氣量隨著碳酸鋅質(zhì)量的增加而增加，但增加不顯著。因此，當(dāng)在ADC發(fā)泡劑中加入促進(jìn)劑時(shí)，AIIX3發(fā)泡劑的發(fā)氣量均比單一的ADC發(fā)泡劑的發(fā)氣量大。當(dāng)在ADC發(fā)泡劑中，加入促進(jìn)劑時(shí)，ADC發(fā)泡劑的突發(fā)溫度基本上是隨著促進(jìn)劑質(zhì)量的增加而降低[16]。6.2納米氧化鋅對(duì)ADC發(fā)泡劑性能的影響近年來(lái)，隨著納米材料科學(xué)的研究，無(wú)機(jī)納米粒子的制備技術(shù)取得了重大進(jìn)展，其應(yīng)用研究也相應(yīng)開(kāi)展起來(lái)。納米粒子比表面積巨大，表面能較高，具有特殊的表面效應(yīng)，因而適合于用作某些化學(xué)反應(yīng)的催化劑[17]。用納米粒子進(jìn)行催化反應(yīng)所用的納米微粒有鉑黑、銀、氧化鋁、氧化鐵、氧化鋅等，在氧化、還原及高聚物合成反應(yīng)中用作催化劑，可大大提高反應(yīng)效率。在ADC發(fā)泡劑中添加納米氧化鋅，能有效的提高ADC發(fā)泡劑的發(fā)氣量，并且使其分解溫度顯著降低。6.3復(fù)配型ADO發(fā)泡劑ADC發(fā)泡劑的復(fù)配就是把具有特定功能的其它助劑與ADC混合，或幾種發(fā)泡劑互相混合，以滿足某種特定的需要，同時(shí)又不引入無(wú)用的雜質(zhì)[18]。經(jīng)驗(yàn)表明，受法規(guī)、成本、效能種種因素的制約，全新結(jié)構(gòu)助劑產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)愈加困難，而且事實(shí)上也不可能使同一結(jié)構(gòu)化合物滿足塑料加工所有要求的性能。因此，根據(jù)各種助劑之間協(xié)同作用的原理，復(fù)配成集裝于一體不失為提高助劑效能的有效措施。實(shí)踐證明，復(fù)配型或集裝化塑料助劑對(duì)方便塑料加工和滿足自動(dòng)化操作確實(shí)具有事半功倍的效果。結(jié)束語(yǔ)近年來(lái)，隨著科技的不斷發(fā)展，單一的ADC發(fā)泡劑已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)的需要，改性ADC發(fā)泡劑應(yīng)運(yùn)而生，并且發(fā)展速度極快。經(jīng)過(guò)改性和復(fù)配后的ADC發(fā)泡劑產(chǎn)品，其附加價(jià)值大為提高，有更大的利潤(rùn)空間。因此，必須不斷研制開(kāi)發(fā)優(yōu)良的改性ADC發(fā)泡劑產(chǎn)品，來(lái)滿足國(guó)內(nèi)外不同行業(yè)不斷增長(zhǎng)的需求，改性ADC發(fā)泡劑有巨大的市場(chǎng)潛力和良好的發(fā)展前景。參考文獻(xiàn)[1]周宏國(guó)。國(guó)內(nèi)AC發(fā)泡劑生產(chǎn)現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]．四川化工，1992，(2)：29~32．[2]楊峰，朝向陽(yáng)．AC發(fā)泡劑工藝概括及趨勢(shì)[J]．中國(guó)氯堿，2002，(4)：19～20．[3]JP73／32830[4]MuellerMellageetalGer(East)131370，(1978)[5]JP78／9892[6]陳長(zhǎng)章，CN1045775，(1990)[7]化工部科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所,世界精細(xì)化工手冊(cè)(續(xù)).北京:化學(xué)工業(yè)出版社.1985.645~646[8]屢培基，(上?；?，(5)：l0—14，(1992[9]D．Vincent，US5318735．(1994)[10]TsukiiTakeeetal.,EP639331，(1995)[11]JP08／151288．(1996j[12]YoshidaTadaoetalWO96／23748．(1996)[13]呂詠梅．發(fā)泡劑的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]．塑料科技，2004，(1)：30~32．[14]游賢德．國(guó)內(nèi)偶氮二甲酰胺發(fā)泡劑生產(chǎn)與應(yīng)用[J]．化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料，2004，2(1)：44~48．[15]SiraonikovaJarmila，SvabodaJiri，SimonikJoesef．Theuseofchrorr6ummodifiedazodicarbonamideasbilowingagentforpolymercompoundfoaming[