La producción de una espuma normalmente, pero no inevitablemente, implica el uso de un agente de expansión para generar gas dentro del polímero, mientras que este último se encuentra temporalmente en un estado líquido viscoso. La formación de espuma tiene la ventaja de reducir considerablemente el peso del producto terminado. También reduce el módulo, al tiempo que mejora otras propiedades como la absorción de energía y el rendimiento del aislamiento térmico y acústico. Las características de aislamiento de una espuma pueden depender notablemente del gas contenido en las celdas y, por lo tanto, la elección del agente de expansión no es simplemente una cuestión a considerar durante la etapa de procesamiento. También afecta a las propiedades últimas. Estas propiedades dependen de la microestructura detallada de la espuma y de la fracción de volumen de las cavidades. Esto a su vez depende de la tensión superficial del líquido, la reología de la mezcla en el momento de la formación de la espuma, la temperatura predominante, el número de burbujas de gas por unidad de volumen, el espesor medio de la pared de las células, etc. la espuma debe estar sincronizada con la formación de la pieza acabada. El PVC y el poliuretano constituyen juntos la mayoría de los plásticos expandidos, pero los envases de poliestireno expandido también son importantes porque tienen excelentes cualidades protectoras para el transporte de artículos delicados y se utilizan ampliamente en la industria de la restauración. Las espumas de polietileno reticulado también son importantes y existen varias otras variedades de éxito comercial. Los agentes de expansión son aditivos que generan un gas durante el período en que el polímero comienza a solidificarse. El polímero solidifica cuando su viscosidad aumenta suficientemente, por ejemplo debido a un aumento en el peso molecular, o en el caso de un polímero reticulable, cuando su estructura de red alcanza una etapa de desarrollo conocida como gelificación. En la gelificación, la red se describe como una red infinita y el polímero se vuelve infusible. El momento del proceso de generación de gas puede ser crucial. El uso de agentes de expansión no es la única forma de hacer un polímero celular o espumado. Otros métodos incluyen la generación mecánica de espuma o la incorporación directa de grandes cantidades de microesferas huecas de paredes delgadas (ver la entrada 'Microesferas huecas', en este libro). Existen dos amplias categorías de agentes espumantes: los físicos, que cambian de líquido a gas cuando la temperatura aumenta o la presión cae, y los químicos, que se descomponen durante la operación de procesamiento, liberando un producto gaseoso como el dióxido de carbono o el nitrógeno por medios de una reacción química. Los procesos comerciales a veces emplean ambos tipos juntos en el mismo sistema; El dióxido de carbono se puede generar químicamente en una etapa temprana y se puede usar un agente de expansión físico para mantener la estructura celular. El calor desprendido o absorbido durante la acción de un agente de expansión se puede utilizar para ayudar a controlar las otras reacciones que tienen lugar. Es posible utilizar una mezcla de agentes de expansión químicos endotérmicos y exotérmicos juntos si esto proporciona las características térmicas adecuadas. La selección de un agente de expansión depende del polímero que se está formando y de los procesos involucrados. El objetivo no es solo producir una espuma de una densidad determinada, sino optimizar su rendimiento en todos los aspectos. Se recomiendan agentes espumantes específicos para aplicaciones específicas, p. Ej. uno para carcasas de máquinas comerciales, otro para bandejas de embalaje. Se han evaluado muchos productos químicos, pero solo un pequeño número tiene éxito comercial. Los agentes de soplado (agentes espumantes) se utilizan para generar burbujas de gas en un polímero o compuesto líquido, aproximadamente al mismo tiempo que el polímero se solidifica, ya sea por una reacción química o por enfriamiento. El uso de plásticos espumados en lugar de sólidos está creciendo porque los productos espumados tienen una densidad muy baja en comparación con el original, usan menos polímero para un volumen dado y ofrecen características de aislamiento mejoradas. Las espumas pueden contener cargas, como harina de madera o fibras de refuerzo. Los agentes químicos en expansión son aditivos reactivos que liberan gas durante el procesamiento de materiales termoplásticos. Por lo tanto, permiten la producción de materiales de espuma para una amplia variedad de aplicaciones. Una reacción térmica de los aditivos contenidos en un agente de expansión emite gases que permiten la producción de material plástico expandido estable.

Hay dos grupos principales de agentes de expansión, que difieren sustancialmente según su mecanismo de reacción:

Los agentes de expansión se utilizan principalmente para reducir la densidad, lo que conduce a una reducción en el peso del producto final y una reducción en los costos. Las características adicionales o mejoradas del producto son otra ventaja del uso de agentes de soplado químicos.

Cuando se agrega calor, estos agentes de soplado se descomponen y generan gases neutros en el medio ambiente. A menudo estos gases son dióxido de carbono y vapor de agua; los ingredientes activos más conocidos son carbonatos y ácidos carboxílicos. Como el calor se consume para iniciar y propagar la reacción, las sustancias se denominan agentes de expansión endotérmicos. Su ventaja radica en el hecho de que cuando se interrumpe el suministro de calor, la producción de gas se detiene y se reanuda si se suministra más calor. Como resultado, los agentes de expansión endotérmicos son fáciles de manejar durante el procesamiento. Muchos de los agentes de expansión endotérmicos que empleamos están aprobados para su uso con alimentos y, por lo tanto, pueden incluirse en muchas soluciones de envasado.

Después de un proceso de iniciación con radiación, calor u otras formas de energía, los agentes de hinchazón exotérmicos al descomponerse liberan calor y gases como nitrógeno, dióxido de carbono y amoníaco. La reacción de descomposición continúa entonces autónomamente debido al calor liberado y no puede ser interrumpida por simples medidas de enfriamiento. En contraste con los agentes de expansión endotérmicos, se pueden lograr rendimientos de gas significativamente mayores con agentes de expansión exotérmicos. Al usar aditivos adicionales, podemos influir en la energía inicial y, por lo tanto, en la temperatura de descomposición inicial.

Los agentes de expansión favorecen la disminución de la densidad para hacer que los productos terminados sean más livianos. Los expansores también mejoran los fenómenos de retrolavado y llenado del molde. El retrolavado es un fenómeno que ocurre durante la fase de moldeo y causa el llenado incompleto del molde; como consecuencia, el artículo impreso aparece "vacío". Para resolver este tipo de problemas, se utilizan agentes de expansión que, al liberar gas dentro del molde, comprimen el material fundido, favoreciendo el llenado del mismo de manera homogénea. El uso de estos maestros reduce las características mecánicas del producto.

El manejo inadecuado de la temperatura puede provocar el reflujo del material durante la extrusión o el moldeo, con la posible formación de gas. El porcentaje y las temperaturas de uso se establecerán en la máquina y en el proceso involucrado.

Nuestra experiencia en tecnologías de proceso nos convierte en uno de los principales proveedores de agentes en expansión. Esto se debe a que los agentes en expansión tienen un gran compromiso con el desarrollo y la producción debido a su tendencia latente a descomponerse cuando no se manipulan adecuadamente en forma de polvo. Nuestras soluciones de agentes de expansión exotérmica y / o endotérmica pueden prepararse individualmente para satisfacer cualquier deseo de modificación. Además de las combinaciones de agentes de expansión exotérmicos y endotérmicos, también podemos proporcionar agentes de expansión química como agentes nucleantes para la expansión física y química. Si se requieren expansiones muy finas y regulares, un agente nucleante es la mejor solución.