Azodicarbonamida
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La azodicarbonamida (AZC) es, con el CBA el más utilizado
Este compuesto fue sugerido como un agente espumante para plásticos en Alemania durante los años '50, siendo hoy en día uno de los agentes espumantes más utilizado del mercado. La azodicarbonamida (ADC) se prepara haciendo reaccionar la hidrazina con la uréa, bajo condiciones controladas, para producir el intermedio hidrazodicarbonamida, la cual se oxida a azodicarbonamida. Oxidantes efectivos son los dicromatos, nitratos, dióxido de hidrógeno, cloro, etc. La ADC es un compuesto cristalino sólido, de color amarillo que descompone produciendo una gran cantidad de gas (220-240 cm3 /g). Al contrario que otros agentes espumantes, la azodicarbonamida no soporta la combustión y se autoextingue, siendo su descomposición no-tóxica y no-decoloranteò. Las reacciones involucradas en la descomposición térmica de la azodicarbonamida son complejas y dependen de la velocidad de calefacción y del entorno en el que transcurre la descomposición. Es generalmente aceptado, que en primer lugar se produce una descomposición primaria mediante las reacciones con una reacción secundaria que tiene lugar a partir de la generación del ácido isociánico (HNCO) por parte de las dos reacciones primarias i e ii. El ácido isociánico puede tomar parte en otras reacciones secundarias para dar lugar a unos productos sólidos de descomposición, o puede reaccionar con trazas de mezcla para dar dióxido de carbono y amoniaco. Otros mecanismos de descomposición menos aceptados indican la producción de biurea (H2NCONHCONH2) como un componente de los residuos sólidos. La composición de los gases varía con la temperatura de descomposición y el entorno, pero normalmente estos gases están compuestos de un 62 % de N2, un 35 % de CO y un 3 % de otros componentes (entre los que se incluye al amoniaco). El rendimiento total de gas representa entre un 32 y un 34 % del peso de la azodicarbonamida. La descomposición y la consecuente generación de gas a partir de la azodicarbonamida en un ensayo de descomposición térmica es función tanto del tiempo como de la temperatura. Así, en un ensayo isotermo, tanto la velocidad de descomposición como el volumen de gas generado aumentan a medida que se aumenta la temperatura. Puede espumar el PVC, incluido el PVC plastificado, así como las poliolefinas, los estirénicos, las poliamidas, el PPO y algunos elastómeros termoplásticos. AZC se descompone exotérmicamente a alrededor de 210°C para dar nitrógeno gas, junto con otros productos de degradación como urea, ácido cianúrico y ciamelida como subproductos sólidos. También se puede formar monóxido de carbono y ácido isocianúrico, y si la descomposición la temperatura es lo suficientemente alta, el amoníaco puede ser detectable. La temperatura a la cual la azodicarbonamida descompone puede ser reducida desde los 200-220°C hasta los 170-190°C, e incluso a temperaturas más bajas, mediante la adición de activadores. Los activadores más efectivos incluyen compuestos de metales de transición, aminas, amidas y glicoles. Por ejemplo, los compuestos que contienen Zn, Cd y Pb son activadores que se utilizan generalmente en forma de óxidos, sales (normalmente de un ácido graso, por ejemplo, estearatos) u otros compuestos organometálicos. De estos compuestos metálicos, aquellos que están basados en Cd o Pb, son más efectivos que los compuestos de Zn, cuando la descomposición tiene lugar en el rango de temperaturas de 160-180°C, mientras que los compuestos de Zn son más efectivos a partir de 180°C. La temperaturas más bajas de descomposición producen una reducción en la cantidad de gas generada y, consecuentemente, los activadores que contienen Zn proporcionan sólo 190 cm3 /g; por otro lado, los activadores de Pb pueden reducir el rendimiento de gas hasta 160 cm3 /g. ADC es el agente de soplado preferido para producir esponjas de celda cerrada. El rendimiento de gas de ADC por peso dado es mayor que el de otros agentes de soplado de uso común. El costo de ADC frente al rendimiento también es razonable. Usos alternativos distintos del caucho El ADC también se utiliza como agente de soplado en la industria del plástico. Otros agentes espumantes, como OBSH, podrían sustituir; sin embargo, el rendimiento de gas generado por libra de agente de soplado podría no ser tan alto.
