¿Qué sucede en cloruro de polivinilo de espuma? -1

El cloruro de polivinilo de espuma o microcelular (M-PVC) se forma mediante un proceso llamado nucleación. Las espumas microcelulares homogéneas, con un tamaño celular promedio del orden de 10 micras, pueden producirse en PVC por el proceso de nucleación.

En este proceso, el gas se disuelve a alta presión en el U-PVC licuado, ya que está experimentando el proceso de extrusión. Esto provoca la creación uniforme de miles de millones de pequeñas burbujas que posteriormente forman células de densidades que van desde L07 hasta células L09/CC. El dióxido de carbono se usa como gas nucleado. Se encontró que la mayoría del crecimiento celular ocurre en las primeras etapas de la espuma. La densidad de nucleación de burbujas tiene una dependencia de tipo Arrhenius de la temperatura.

Además, en contraste con las espumas microcelulares, las espumas estructurales de PVC se caracterizan típicamente por una gran variación en la densidad de espuma a través del espesor de espuma. Además, la nucleación puede ocurrir a temperaturas significativamente por debajo de la temperatura de transición del vidrio original, y que se puede lograr una estructura microcelular dentro del rango de temperaturas de espuma. La densidad de nucleación aumenta al aumentar la temperatura de espuma, pero el diámetro de la celda promedio permanece bastante constante en el rango de temperaturas de espuma. El tamaño de la célula pequeña y la alta densidad celular en las espumas microcelulares proporcionan la posibilidad de espuma de las piezas de pared delgada en el rango de 0.5 a 2 mm.

Parte de la estructura celular de la espuma de PVC extruida es producida por la descomposición térmica exotérmica del agente de espuma química (CFA). Azobisformamida (ABFA) es el CFA más popular para PVC. Su descomposición depende de los componentes de la formulación de PVC y principalmente de los estabilizadores térmicos que actúan como pateadores. Para la predicción de la procesibilidad de un compuesto de PVC rígido espumado, la temperatura de descomposición (TD) del ABFA debe ajustarse dentro del rango de temperatura de procesamiento de PVC. Idealmente, el ABFA no producirá ningún gas hasta después de que el PVC se haya fusionado y pueda formar un sello de fusión. Esto evita que el gas escape de la tolva extrusora durante el procesamiento a escala industrial. Es un CFA exotérmico que genera calor durante el proceso de descomposición.

ABFA se modifica para alterar su TD y muchos de estos CFA están disponibles en el mercado. Los agentes de espuma química exotérmica son de naturaleza orgánica y emiten gas N2 cuando se descomponen. Liberan más gas por gramo de agente espumante que los agentes endotérmicos y una mayor presión de gas (alrededor de 220 cc/gm). La temperatura de descomposición de los agentes de espuma exotérmica también se puede elevar o bajar mediante la adición de pateadores. En las formulaciones de espuma de PVC, los estabilizadores desempeñan un doble papel no solo evitan la degradación térmica del polímero, sino que también pueden activar la descomposición de los agentes de soplado químico como la azodicarbonamida (ADC). Los estabilizadores de PVC que contienen plomo, cadmio y zinc son los activadores (pateadores) más eficientes. Estos aditivos deprimen el TD de ABFA y aumentan su tasa de descomposición. Los estabilizadores de metal mixto líquido que contienen los mismos cationes muestran una mayor activación debido a su solubilidad en los plastificantes. El efecto activador de las sales de metal básicas se deriva de la inestabilidad de los azodicarboxilatos correspondientes que se forman en el primer paso en la descomposición de ABFA. Desde entonces, los azodicarboxilatos de plomo, cadmio y zinc se descomponen a temperaturas más bajas que la diamida e inician la descomposición térmica de ABFA. ABFA es el agente espumoso más utilizado. La activación de ABFA por sales metálicas depende de la concentración y la velocidad de descomposición de ABFA aumenta a medida que aumenta la cantidad de sal metálica en el compuesto.