रासायनिक उड़ाने वाले एजेंटों का सिद्धांत और विशेषताएं

रासायनिक उड़ाने वाले एजेंट रासायनिक उड़ाने वाले एजेंटों को भी दो मुख्य प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: कार्बनिक रसायन और अकार्बनिक रसायन। कई प्रकार के कार्बनिक रासायनिक उड़ाने वाले एजेंट हैं, जबकि अकार्बनिक रासायनिक उड़ाने वाले एजेंट सीमित हैं। सबसे पहले रासायनिक उड़ाने वाले एजेंट (लगभग 1850) सरल अकार्बनिक कार्बोनेट और बाइकार्बोनेट थे। ये रसायन गर्म होने पर CO2 उत्सर्जित करते हैं, और उन्हें अंततः बाइकार्बोनेट और साइट्रिक एसिड के मिश्रण से बदल दिया जाता है क्योंकि बाद में बहुत बेहतर रोगनिरोधी प्रभाव होता है। आज के अधिक उत्कृष्ट अकार्बनिक फोमिंग एजेंट मूल रूप से ऊपर के समान रासायनिक तंत्र हैं। वे पॉली कार्बोनेट हैं (मूल पाली कार्बोनिक है
एसिड) कार्बोनेट के साथ मिश्रित।

पॉली कार्बोनेट का अपघटन 320 ° F पर एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया है
लगभग 100cc प्रति ग्राम एसिड जारी किया जा सकता है। जब बाएं और दाएं CO2 को लगभग 390 ° F तक गर्म किया जाएगा, तो अधिक गैस निकलेगी। इस अपघटन प्रतिक्रिया की एंडोथर्मिक प्रकृति कुछ लाभ ला सकती है, क्योंकि फोमिंग प्रक्रिया के दौरान गर्मी का अपव्यय एक बड़ी समस्या है। फोमिंग के लिए एक गैस स्रोत होने के अलावा, इन पदार्थों को अक्सर भौतिक फोमिंग एजेंटों के लिए न्यूक्लियंटिंग एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है। ऐसा माना जाता है कि जब रासायनिक उड़ाने वाले एजेंट विघटित हो जाते हैं तो प्रारंभिक कोशिकाएं भौतिक उड़ाने वाले एजेंट द्वारा उत्सर्जित गैस के प्रवास के लिए जगह प्रदान करती हैं।

अकार्बनिक फोमिंग एजेंटों के विपरीत, चुनने के लिए कई प्रकार के कार्बनिक रासायनिक फोमिंग एजेंट हैं, और उनके भौतिक रूप भी भिन्न हैं। पिछले कुछ वर्षों में, सैकड़ों कार्बनिक रसायनों का उपयोग उड़ाने वाले एजेंटों के रूप में किया जा सकता है। न्याय करने के लिए कई मापदंड भी इस्तेमाल किए जाते हैं। सबसे महत्वपूर्ण हैं: नियंत्रणीय गति और अनुमानित तापमान की शर्तों के तहत, जारी की गई गैस की मात्रा न केवल बड़ी है, बल्कि प्रजनन योग्य भी है; प्रतिक्रिया द्वारा उत्पादित गैसें और ठोस गैर विषैले होते हैं, और यह पोलीमराइज़ेशन के लिए अच्छा है। वस्तुओं पर कोई प्रतिकूल प्रभाव नहीं होना चाहिए, जैसे कि रंग या बुरी गंध; अंत में, एक लागत मुद्दा है, जो एक बहुत महत्वपूर्ण मानदंड भी है। आज उद्योग में उपयोग किए जाने वाले फोमिंग एजेंट इन मानदंडों के अनुरूप हैं।

कम तापमान वाले फोमिंग एजेंट को कई उपलब्ध रासायनिक फोमिंग एजेंटों से चुना जाता है। माना जाने वाला मुख्य समस्या यह है कि फोमिंग एजेंट का अपघटन तापमान प्लास्टिक के प्रसंस्करण तापमान के अनुरूप होना चाहिए। दो कार्बनिक रासायनिक उड़ाने एजेंटों को कम तापमान वाले पॉलीविनाइल क्लोराइड, कम घनत्व वाले पॉलीइथाइलीन और कुछ एपॉक्सी रेजिन के लिए व्यापक रूप से स्वीकार किया गया है। पहला टोल्यूनि सल्फोनील हाइड्राजाइड (TSH) है। यह लगभग 110 डिग्री सेल्सियस के अपघटन तापमान वाला एक मलाईदार पीला पाउडर है। प्रत्येक ग्राम में लगभग 115cc नाइट्रोजन और कुछ नमी का उत्पादन होता है। दूसरा प्रकार ऑक्सीडाइज़्ड बीआईएस (बेंज़ेनसल्फोनिल) पसलियों, या ओबीएसएच है। यह फोमिंग एजेंट कम तापमान वाले अनुप्रयोगों में अधिक सामान्यतः उपयोग किया जा सकता है। यह सामग्री सफेद महीन पाउडर है और इसका सामान्य अपघटन तापमान 150 ° C है। यदि यूरिया या ट्राइथेनॉलमाइन जैसे एक एक्टिवेटर का उपयोग किया जाता है, तो यह तापमान लगभग 130 डिग्री सेल्सियस तक कम हो सकता है। प्रत्येक ग्राम 125cc गैस का उत्सर्जन कर सकता है, मुख्यतः नाइट्रोजन। OBSH के अपघटन के बाद ठोस उत्पाद एक बहुलक है। यदि इसे टीएसएच के साथ मिलकर उपयोग किया जाता है, तो यह गंध को कम कर सकता है।

उच्च तापमान वाले फोमिंग एजेंट उच्च तापमान वाले प्लास्टिक के लिए, जैसे कि गर्मी प्रतिरोधी ABS, कठोर पॉलीविनाइल क्लोराइड, कुछ कम-पिघल सूचकांक पॉलीप्रोपाइलीन और इंजीनियरिंग प्लास्टिक, जैसे पॉली कार्बोनेट और नायलॉन, उच्च अपघटन तापमान पर उड़ाने वाले एजेंटों के उपयोग की तुलना करें। Toluenesulfonephthalamide (TSS या TSSC) लगभग 220 ° C के अपघटन तापमान और 140cc प्रति ग्राम के गैस उत्पादन के साथ एक बहुत अच्छा सफेद पाउडर है। यह मुख्य रूप से सीओ और अमोनिया की थोड़ी मात्रा के साथ नाइट्रोजन और सीओ 2 का मिश्रण है। यह उड़ाने एजेंट आमतौर पर पॉलीप्रोपाइलीन और कुछ एबीएस में उपयोग किया जाता है। लेकिन इसके अपघटन तापमान के कारण, पॉली कार्बोनेट में इसका आवेदन सीमित है। पॉली कार्बोनेट में एक अन्य उच्च तापमान उड़ाने वाले एजेंट-5-आधारित टेट्राजोल (5-पीटी) का सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है। यह लगभग 215 डिग्री सेल्सियस पर धीरे-धीरे विघटित होना शुरू होता है, लेकिन गैस का उत्पादन बड़ा नहीं है। जब तक तापमान 240-250 डिग्री सेल्सियस तक नहीं पहुंच जाता है, तब तक गैस की एक बड़ी मात्रा जारी नहीं की जाएगी, और यह तापमान रेंज पॉली कार्बोनेट के प्रसंस्करण के लिए बहुत उपयुक्त है। गैस का उत्पादन लगभग होता है
175cc / जी, मुख्य रूप से नाइट्रोजन। इसके अलावा, विकास के तहत कुछ टेट्राजोल डेरिवेटिव हैं। उनके पास एक उच्च अपघटन तापमान है और 5-पीटी से अधिक गैस उत्सर्जित करता है।

एज़ोडिककार्बोनेट के सबसे प्रमुख औद्योगिक थर्माप्लास्टिक का प्रसंस्करण तापमान ऊपर वर्णित है। अधिकांश पॉलियोलेफिन, पॉलीविनाइल क्लोराइड और स्टाइरीन थर्माप्लास्टिक की प्रसंस्करण तापमान सीमा 150-210 डिग्री सेल्सियस है
। इस तरह के प्लास्टिक के लिए, एक प्रकार का उड़ाने वाला एजेंट होता है जो उपयोग करने के लिए विश्वसनीय होता है, अर्थात, एज़ोडिककार्बोनेट, जिसे एज़ोडीकार्बोनामाइड या शॉर्ट के लिए एडीसी या एसी के रूप में भी जाना जाता है। इसकी शुद्ध अवस्था में, यह लगभग 200 डिग्री सेल्सियस पर एक पीला / नारंगी पाउडर होता है
विघटित करना शुरू करें, और अपघटन के दौरान उत्पादित गैस की मात्रा है
220cc / g, उत्पादित गैस मुख्य रूप से CO2 की थोड़ी मात्रा के साथ नाइट्रोजन और CO है, और इसमें कुछ शर्तों के तहत अमोनिया भी होता है। ठोस अपघटन उत्पाद बेज है। यह न केवल पूर्ण अपघटन के लिए एक संकेतक के रूप में उपयोग किया जा सकता है, बल्कि झाग वाले प्लास्टिक के रंग पर भी कोई प्रतिकूल प्रभाव नहीं पड़ता है।

एसी कई कारणों से व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला फोम फोमिंग एजेंट बन गया है। गैस उत्पादन के मामले में, AC सबसे प्रभावी फोमिंग एजेंटों में से एक है, और इसके द्वारा जारी गैस में उच्च फोमिंग दक्षता है। इसके अलावा, गैस नियंत्रण खोए बिना जल्दी से जारी की जाती है। एसी और इसके ठोस उत्पाद कम विषैले पदार्थ हैं। एसी न केवल सबसे सस्ते रासायनिक उड़ाने एजेंटों में से एक है, न केवल गैस उत्पादन दक्षता प्रति ग्राम से, बल्कि प्रति डॉलर गैस उत्पादन से भी काफी सस्ता है।

उपरोक्त कारणों के अलावा, एसी को व्यापक रूप से इसकी अपघटन विशेषताओं के कारण उपयोग किया जा सकता है। जारी गैस के तापमान और गति को बदला जा सकता है, और इसे 150-200 डिग्री सेल्सियस के लिए अनुकूलित किया जा सकता है
लगभग सभी उद्देश्यों के दायरे में। सक्रियण, या एक्शन एडिटिव्स रासायनिक उड़ाने वाले एजेंटों के अपघटन विशेषताओं को बदलते हैं, इस समस्या की चर्चा ऊपर ओबीएसएच के उपयोग में की गई है। एसी किसी भी अन्य रासायनिक उड़ाने वाले एजेंट की तुलना में बहुत बेहतर है। विभिन्न प्रकार के एडिटिव्स हैं, सबसे पहले, धातु के लवण एसी के अपघटन तापमान को कम कर सकते हैं, और कमी की डिग्री मुख्य रूप से चयनित एडिटिव्स के प्रकार और मात्रा पर निर्भर करती है। इसके अलावा, इन एडिटिव्स के अन्य प्रभाव भी हैं, जैसे कि गैस रिलीज की दर को बदलना; या अपघटन प्रतिक्रिया शुरू होने से पहले देरी या प्रेरण अवधि का निर्माण। इसलिए, प्रक्रिया में लगभग सभी गैस रिलीज के तरीकों को कृत्रिम रूप से डिज़ाइन किया जा सकता है।

एसी कणों का आकार भी अपघटन प्रक्रिया को प्रभावित करता है। सामान्यतया, किसी दिए गए तापमान पर, औसत कण आकार जितना बड़ा होता है, उतनी धीमी गैस निकलती है। यह घटना विशेष रूप से सिस्टम में सक्रिय है। इस कारण से, वाणिज्यिक एसी का कण आकार रेंज 2-20 माइक्रोन या बड़ा है, और उपयोगकर्ता इच्छा पर चुन सकता है। कई प्रोसेसर ने अपने स्वयं के सक्रियण सिस्टम विकसित किए हैं, और कुछ निर्माता एसी निर्माताओं द्वारा प्रदान किए गए विभिन्न पूर्व-सक्रिय मिश्रण चुनते हैं। कई स्टेबलाइजर्स हैं, विशेष रूप से पॉलीविनाइल क्लोराइड के लिए उपयोग किया जाता है, और कुछ वर्णक एसी के लिए उत्प्रेरक के रूप में काम करेंगे। इसलिए, सूत्र बदलते समय आपको सतर्क रहना चाहिए, क्योंकि एसी के अपघटन के लक्षण तदनुसार बदल सकते हैं।

उद्योग में उपलब्ध एसी में कई ग्रेड होते हैं, न केवल कण आकार और सक्रियण प्रणाली के संदर्भ में, बल्कि तरलता के संदर्भ में भी। उदाहरण के लिए, एसी में एडिटिव जोड़ने से एसी पाउडर की तरलता और फैलाव बढ़ सकता है। पीवीसी प्लास्टिसोल के लिए इस प्रकार का एसी बहुत उपयुक्त है। क्योंकि फोमिंग एजेंट को प्लास्टिसोल में पूरी तरह से फैलाया जा सकता है, यह फोमेड प्लास्टिक के अंतिम उत्पाद की गुणवत्ता के लिए एक महत्वपूर्ण मुद्दा है। अच्छी तरलता वाले ग्रेड का उपयोग करने के अलावा, एसी को phthalate या अन्य वाहक प्रणालियों में भी फैलाया जा सकता है। यह तरल के रूप में संभालना आसान होगा।