Los agentes nucleantes se utilizan con PBA para mejorar la nucleación celular homogénea. Esto significa una distribución de tamaño de celda estrecha y una densidad de celda constante. Los agentes nucleantes pueden ser gases que producen una solución sobresaturada antes del uso de un PBA, polvos finos que actúan como superficies sólidas para la nucleación celular o agentes espumantes químicos (CBA, que se analiza en el capítulo siguiente). En el caso de los polvos, el agente nucleante permanece térmicamente estable durante el proceso de formación de espuma, mientras que los CBA experimentan una reacción química. Por lo general, los CBA utilizados de esta manera se basan en reacciones endotérmicas, como mezclas de ácido cítrico y bicarbonato de sodio. Los gases son en su mayoría los mismos que los utilizados como PBA e incluyen CO2, N2 y aire. Los polvos pueden ser talco, dióxido de silicio o estearato de calcio, entre otros.

Los agentes espumantes químicos (CBA, también agente espumante químico CFA) son sustancias químicas que reaccionan a altas temperaturas liberando gases que desencadenan el proceso de formación de espuma. Los CBA suelen ser compuestos que contienen más de un elemento. Estos elementos son aceleradores, que controlan la velocidad de reacción, y reguladores celulares, que controlan la estructura celular. La reacción puede ser una descomposición reversible o irreversible, o una reacción entre dos elementos. Para ser utilizados, los CBA deben ser lo suficientemente estables como para no reaccionar en condiciones normales de procesamiento, solo a las temperaturas más altas del proceso. Los CBA suelen ser más costosos que los PBA, por lo que rara vez se utilizan para producir espumas de baja densidad. Aunque el producto químico en sí es caro, los CBA no suelen requerir inversiones en maquinaria de procesamiento como los PBA, y pueden procesarse con casi todas las técnicas de procesamiento de polímeros existentes. Por lo general, son polvos que no necesitan equipo especial de almacenamiento o manipulación, y se pueden agregar simplemente en una tolva o se pueden mezclar fácilmente con el material como masterbatch. También es común usar más de un CBA al mismo tiempo para lograr una estructura requerida, por ejemplo, una mezcla de agentes endotérmicos y exotérmicos.

Los CBA se pueden dividir en dos grupos según su calor de reacción. Los CBA endotérmicos absorben el calor mientras se descomponen, mientras que los CBA exotérmicos liberan calor. Esto afecta a la temperatura de fusión solo ligeramente, pero a la reacción en gran medida. La reacción de los CBA exotérmicos es difícil de controlar y, una vez que comienza, es difícil detenerla antes de que todo el agente haya reaccionado. Es por ello que suelen generar más gas y por tanto crean presiones más altas, lo que las hace ideales para procesos de formación de espuma que necesitan la presión pero las estructuras de las células suelen ser heterogéneas. La azodicarbonamida (ADC) es el CBA más utilizado en el mundo. Es exotérmico y se usa solo y en mezclas. Durante la descomposición, libera principalmente N2, pero también CO2, monóxido de carbono y amoníaco. El ADC es un polvo amarillento y produce un residuo blanco o blanquecino durante la descomposición, así como productos sólidos, como biurea y ciamelida, que pueden provocar la aparición de placas. Los CBA endotérmicos producen espumas con tamaños de celda más pequeños, mejores propiedades mecánicas y un procesamiento más controlado. También muestran menos decoloración y se consideran más seguras. En el lado negativo, necesitan más energía para el procesamiento, por lo que requieren tiempos de ciclo más largos. De los CBA endotérmicos, el bicarbonato de sodio es el más utilizado. Es inorgánico, opuesto a orgánico, que son la mayoría de los CBA. Durante la descomposición, produce CO2 y agua, por lo que no se puede utilizar con polímeros que se degradan en presencia de agua.

Al elegir un CBA adecuado para el material y la técnica de procesamiento, se deben tener en cuenta algunos factores. En primer lugar, la temperatura de procesamiento debe ser compatible con la temperatura de reacción del CBA. La reacción debe tener lugar cuando el polímero alcanza la viscosidad adecuada. Los activadores, que reducen la temperatura de reacción, se pueden agregar a un rango de temperatura más amplio. En segundo lugar, la cantidad de gas liberado durante la reacción debe coincidir con la densidad de espuma deseada y el gas en sí debe ser compatible con el material en cuestión. Como se mencionó anteriormente en el capítulo PBA, diferentes gases son más compatibles con diferentes materiales y producen diferentes estructuras celulares. Esta regla se aplica tanto a los convenios colectivos como a los convenios colectivos. Como ADC, algunos CBA producen subproductos que pueden causar degradación en polímeros inadecuados. El subproducto suele ser agua, pero también puede ser amoniaco o gas alcalino o ácido. En tercer lugar, la velocidad de reacción debe coincidir con el proceso y se debe tener en cuenta la influencia del calor de reacción, endotérmico o exotérmico, en el proceso.

Las microesferas expandibles, también expandibles, son pequeñas esferas de polímero con hidrocarburo en su interior. Cuando se calienta, el polímero se ablanda y aumenta la presión del gas. Si la presión externa es alta, las esferas permanecen pequeñas o solo se expanden ligeramente. Cuando la presión externa cae, como cuando se inyecta material en un molde, las esferas se expanden a un volumen de 40 a 70 veces su volumen no expandido. Se pueden incorporar en extrusión, moldeo por inyección, film soplado, termoformado, rotomoldeo y calandrado. Las microesferas se utilizan a menudo con CBA para formar espuma con una expansión óptima e incluso una estructura celular. Durante el moldeo por inyección, las microesferas no se expanden antes de inyectarse en un molde. La presión dentro del cilindro es demasiado grande y se alivia solo después de la boquilla. Las microesferas expandibles no requieren mucho de la propia máquina de moldeo por inyección. Se prefiere una boquilla con válvula de aguja, una boquilla de cierre, pero no es imprescindible. Su propósito es evitar fugas y caídas de presión dentro del cilindro y así mejorar la reproducibilidad. Si se alcanza la temperatura máxima de las microesferas durante el procesamiento, solo debe ser por un corto tiempo justo antes de la inyección. Se prefiere un tiempo de ciclo corto y el tiempo de enfriamiento se puede reducir en comparación con las piezas sólidas. Si el tiempo de enfriamiento es prolongado, el tornillo no debe llenarse hasta justo antes de la siguiente inyección. Además, la velocidad de inyección debe ser lo suficientemente alta para garantizar un llenado rápido del molde, pero lo suficientemente baja como para no causar demasiado calor por fricción. Aunque los requisitos para la máquina son menores, se exige más de la pieza. La geometría de la pieza no debe ser demasiado compleja y se deben evitar las paredes delgadas. Un espesor de pared inferior a 3 mm no deja suficiente espacio para una expansión suficiente. Si una pieza tiene un espesor de pared variable con secciones de pared delgadas, las secciones de espuma provocan variaciones de densidad diferentes en todo el producto, lo que conduce a propiedades diferentes dentro de la pieza. También puede haber problemas al fabricar piezas grandes, cuando el enfriamiento en el medio puede demorar tanto que las esferas comienzan a colapsar. El espesor máximo varía según el material y la temperatura de procesamiento. En la extrusión, las microesferas se expanden después de haber sido extruidas a través de una matriz. Se exige más de una extrusora que de una máquina de moldeo por inyección. En primer lugar, la relación L/D debe ser 32 o menos. La presión dentro del cilindro evita que las esferas se expandan prematuramente y, por lo tanto, las zonas de vacío o ventilación no se recomiendan y deben taparse si una máquina las tiene. Una ventilación abierta permite que la presión escape y las esferas se expandan, lo que hace que el producto final sea de mala calidad. Al igual que con el moldeo por inyección, durante la extrusión, el tiempo que las esferas están sometidas a altas temperaturas debe mantenerse lo más breve posible. Si el tiempo de residencia es demasiado prolongado, las carcasas comenzarán a deteriorarse y el gas se escapará. Asimismo, la temperatura debe ser más baja en la tolva y más alta justo antes de la matriz. Más importante aún, se debe optimizar la temperatura de la matriz, ya que tiene un efecto mayor sobre la formación de espuma que la temperatura del cilindro. La velocidad de arrastre debe ajustarse a la dimensión de mantenimiento del perfil constante. Es importante tener en cuenta que la resistencia a la fusión del material espumado no es tan grande como la del sólido, por lo que la velocidad no debe aumentarse bruscamente. El enfriamiento se puede mejorar ya que detiene el crecimiento celular y, por lo tanto, el enfriamiento rápido le da al perfil una superficie más suave. Si se necesita una superficie aún más lisa, se debe coextruir una capa de superficie sólida.