Polímeros expandido

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Espumar

Espumar significa introducir celdas llenas de gas en el material. Los métodos viables de formación de espuma para materiales de juntas son la formación de espuma física, química y sintáctica. En la espuma sintáctica, se añaden esferas de vidrio o polímero rellenas de gas a un material. Las esferas de polímero llenas de hidrocarburos se expanden durante el procesamiento, creando celdas de paredes delgadas. Estas esferas se denominan microesferas expandibles. Utilizando microesferas expandibles, las estructuras celulares que se obtiene son heterogéneas ya que la densidad varia a lo largo de la pieza. La dureza disminuye con la densidad, pero también se observa un efecto de endurecimiento de las microesferas. Hay una dependencia de densidad similar en la deflexión por compresión. Por otro lado, el conjunto de compresión aumenta pero no se nota dependencia de la densidad o el tamaño de la celda. La inflamabilidad aumenta de forma esperada, pero la hinchazón del aceite disminuye. Más aceite había penetrado en las espumas que en los sólidos, pero se llenaron las células en lugar de la estructura del polímero, manteniendo moderada la hinchazón. En la caracterización reológica los materiales teienen diferencias notables y se podría deducir que uno sería más adecuado para la formación de espuma sintáctica y el otro para la formación de espuma física y química. La formación de espuma es de hecho una forma posible de mejorar los materiales de las juntas. Los agentes de soplado, también conocidos como espumantes, se empiezan a utilizar en los años 30; proporcionan productos con propiedades físicas muy interesantes, entre las que se destacan su baja densidad, buen carácter aislante térmico y buena capacidad de absorción de energía mecánica. Se trata de sustancias que mediante un proceso de tipo físico o químico dan lugar a la formación de un gas que provoca el efecto del espumado. El material resultante es un plástico espumado, expandido o celular. Esta ultima denominación deriva de la formación de múltiples cavidades o células, que pueden estar aisladas (célula cerrada) o interconectadas (célula abierta). Algunos materiales espumados de interés son de poliuretano (PU), polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS) y policloruro de vinilo (PVC). En el caso del PU el proceso de espumado está asociado a las condiciones en que se desarrolla la reacción de polimerización responsable de la formación del polímero, mientras que en los otros este efecto se logra posteriormente.

Los agentes de espumado se clasifican en tres grandes grupos:

químicos: sustancias que por la acción de la temperatura, se descomponen generando gases (CO2 o N2) responsables del espumado
físicos: disolventes orgánicos muy volátiles (pentano, hexano), que se introducen en las partículas del polímero mediante la aplicación de presiones elevadas. Cuando esta presión disminuye el disolvente se evapora y el polímero se expande
mecánicos: mediante agitación o burbujeo se logra la incorporación de un gas (aire, N2) en el polímero fundido. Durante el enfriamiento de la pieza y antes de su extracción del molde, el gas se escapa de la matriz con la consiguiente expansión del polímero y formación de celdas.

Los agentes de espumado químico pueden ser orgánicos o inorgánicos. Los compuestos orgánicos suelen ser compuestos nitrogenados, tal como la azodicarbonamida (H2N–CO–N=N–CO–NH2) que cuando se descompone (190–230ºC) genera N2, CO y CO2. Es muy utilizada en la producción de espumas de PVC y PE. Un ejemplo de compuesto inorgánico es el bicarbonato amónico [NH4(HCO3)] que por encima de 35°C se descompone dando CO2. Estos agentes espumantes se emplean en la obtención de espumas de PVC y poliolefinas. Los agentes de espumado químico pueden ser endotérmicos o exotérmicos; en general, los primeros generan principalmente CO2, y los segundo N2 además de otros gases. El N2 es un agente espumante más eficaz debido a su inferior velocidad de desplazamiento a través de la matriz polimérica. El uso de disolventes orgánicos (pentano, hexano) como agentes de espumado físico está asociado, por ejemplo, a la obtención del poliestireno expandido (EPS).

Los agentes espumantes físicos (PBA) proporcionan gas para la expansión de los polímeros al experimentar un cambio en el estado físico. El cambio puede implicar la volatilización (ebullición) de un líquido o la liberación de un gas comprimido a presión atmosférica después de que se haya incorporado a un polímero, generalmente a temperatura y / o presión elevadas. Los agentes de expansión físicos líquidos comunes son líquidos de bajo punto de ebullición e incluyen hidrocarburos alifáticos de cadena corta (C5 a C7) e hidrocarburos alifáticos halogenados C1 a C4. Los agentes de expansión gaseosos comunes incluyen: CO2, nitrógeno (N2), hidrocarburos alifáticos de cadena corta (C2 a C4) e hidrocarburos alifáticos halogenados C1 a C4. Los agentes de expansión físicos se utilizan en la producción de todo tipo de plásticos espumados, tanto termoplásticos como termoestables en todo el rango de densidad. Son casi los únicos tipos de agentes de expansión que se utilizan cuando la densidad de la espuma es baja (menos de 50 kg/m3). Los PBA tienen un costo relativamente bajo, pero pueden requerir equipo especial para su uso en algunos casos.

Mecánicos: Los gases inertes, especialmente el dióxido de carbono y el nitrógeno, se encuentran entre los agentes de expansión más utilizados. Esto se debe en parte a que el nitrógeno es barato, abundante y, con mucho, el más aceptable para el medio ambiente, ya que simplemente se toma prestado de la atmósfera. Lo mismo ocurre con el CO2 a pesar de que es un gas de efecto invernadero. Esto se debe a que puede considerarse "neutral en el efecto invernadero", ya sea que se produzca como un subproducto de la fabricación de amoníaco o de los procesos de fermentación, o que se extraiga del aire u otros recursos naturales. El oxígeno no se utiliza como agente de expansión, pero sigue siendo relevante ya que se difunde en el espacio celular de las espumas de células cerradas. Una razón por la que el CO2 y el N2 se utilizan ampliamente como agentes espumantes es su temperatura y presión críticas relativamente moderadas, especialmente para el CO2. Como es bien sabido, un material se encuentra en un estado de fluido supercrítico cuando se mantiene a una temperatura y presión que exceden su temperatura y presión críticas. En el estado supercrítico, el material se vuelve denso como un líquido pero mantiene una capacidad similar al gas para fluir casi sin viscosidad o tensión superficial. Su solubilidad en un polímero aumenta significativamente y esto reduce la temperatura de transición vítrea (Tg) de la mayoría de los polímeros. Cuando un polímero fundido saturado con fluido supercrítico se despresuriza rápidamente, el polímero se sobresatura con el gas, se produce la nucleación de las células a una concentración muy alta y el crecimiento de estas células continúa hasta que el polímero se vitrifica. Este fenómeno se utiliza para producir células (tamaño de celda típico> 70 μm), microcelular (tamaño de celda entre 1-70 μm) y supermicrocelular (tamaño de celda por debajo de 1 μm) con una variedad de polímeros usando CO2 y N2.

Entrecruzamiento y espumado de polímeros

El diseño de nuevos productos basados en el entrecruzado y/o espumado de polímeros es, hoy en día, muy importante y desafiante, debido a la posibilidad de creación de productos con unas características, tanto térmicas como mecánicas, muy mejoradas. Por otro lado, existen mezclas de polímeros inmiscibles o incompatibles que sufren, generalmente, de una pobre adhesión interfacial, que producen un deficiente comportamiento mecánico, que mediante agentes reticulantes (agentes de entrecruzamiento) se pueden unir y compatibilizar. Dichos agentes reticulantes realizaron las propiedades físicas de la mezcla incompatible, ya que al favorecer la adhesión entre las interfases producen un aumento en la miscibilidad molecular. Esto hace que se obtienen productos con nuevas características diferentes a las que poseían los materiales de partida.

Polímeros expandido

Hay muchos tipos diferentes de espuma disponibles en el mercado hoy en día, y cada tipo de espuma tiene sus propias características. EPO y EPS son siglas que describen diferentes tipos de espuma. EPO significa Poliolefina Expandida y EPP significa Polipropileno Expandido. Ambos tipos de espuma se utilizan comúnmente para fabricar modelos de aviones, pero tienen características diferentes.

Termoplásticos

La poliolefina expandida y el polipropileno expandido son ambos tipos de termoplásticos. Los termoplásticos son productos que pueden volverse líquidos cuando se calientan y convertirse en sólidos cuando se enfrían. Se utilizan para muchas cosas, ya que se pueden recalentar para remodelar. Las poliolefinas son el tipo más grande de termoplásticos. Los dos tipos de poliolefinas más conocidos son el polietileno y el polipropileno.

Poliolefina expandida

EPO es un material de espuma de plástico moldeado que se crea mediante la ingeniería de poliolefina en pequeñas perlas y luego se usa calor para moldearlo en diferentes formas. EPO es muy duradero y resistente. Se usa comúnmente en la fabricación de modelos de aviones y piezas de automóviles, porque es muy resistente a los daños. Cuando el EPO se ve afectado, tiene la capacidad de volver a su forma normal. Debido a la estructura de polímero de EPO, tiene un acabado aceitoso en su revestimiento exterior.

Polipropileno expandido

EPP pertenece a la familia de poliolefinas de termoplásticos. Viene en láminas de diferentes densidades. El EPP es conocido por su alta durabilidad, pero tiene un costo más alto que otros tipos de espuma. EPP tiene características similares a EPO, pero es más elástico y flexible. Se puede doblar y moldear en formas sin romperse. EPP es una espuma más ligera que EPO. Esta característica la hace preferida a otros tipos de espuma, especialmente cuando se construyen modelos de aviones.

Usos de EPO y EPP

La poliolefina expandida y el polipropileno expandido tienen muchos usos. Ambos se utilizan comúnmente para fabricar modelos de aviones, porque ambos son materiales livianos que tienen la capacidad de resistir choques. Cuando un modelo de avión construido con estos materiales se hunde en el suelo, es probable que el morro del avión conserve su forma original. EPO y EPP también se encuentran en la fabricación de automóviles, ya que las empresas de automóviles están buscando productos asequibles que puedan producirse en masa a bajo costo. Estos tipos de espuma también se utilizan para materiales de envasado y envases de alimentos.

PS poliestireno expandido

Las técnicas que se utilizan para producir gránulos de poliestireno expandible (EPS) y procesarlos en espumas de poliestireno expandible fueron desarrollados a finales de los años cuarenta. El poliestireno expandible se produce mediante la polimerización en suspensión del estireno, al cual se añaden agentes de expansión. Los gránulos de polímero resultantes se tamizan para obtener gránulos de distintos tamaños. Dependiendo del uso final, se pueden aplicar diferentes tipos de recubrimientos. Las espumas de poliestireno expandible en su forma final contienen, aproximadamente, un 95% de aire en volumen. Las propiedades de producto más importantes de las espumas de poliestireno expandible son un excelente aislamiento térmico, una buena resistencia y la absorción de los impactos, incluso con densidades reducidas. En Europa, las principales aplicaciones de la espuma rígida de poliestireno expandible ligero se utilizan en el sector de la construcción, como aislante térmico para paredes, cavidades, techos, suelos, sótanos y cimientos. Asimismo, también se utilizan tableros, en forma de bloques o biselados y con densidades que suelen variar entre 10 y 50 kg/m3 , solos o combinados con otros materiales de construcción para fabricar elementos laminados, paneles sándwich, etc. El éxito de la espuma de poliestireno expandible como material de embalaje resid en las propiedades generales y en la rentabilidad que ofrece este producto. Las cajas moldeadas resultan adecuadas para embalar instrumentos con una gran sensibilidad, cristal frágil, productos de cerámica y piezas de máquinas pesadas y, al mismo tiempo, comida fresca, como pescado, fruta y verduras. Los embalajes de EPS han permitido obtener unos ahorros extraordinarios gracias a la reducción de los daños, el peso de transporte y los costes de mano de obra. El reciclaje de poliestireno expandido (EPS) es una práctica generalizada, comúnmente implementada, dentro de los límites de la conveniencia económica, para la recuperación de residuos de producción industrial.

Espumado de polietilenvinilacetato (EVA)

Uno de los componentes con el que se ha obtenido excelentes resultados es el copolímero de etilenvinilacetato (EVA). El EVA, tal y como se ha comentado en la introducción, posee una buena resistencia a la deformación, es flexible y resistente a la intemperie. Las propiedades físicas de las mezclas microcelulares de NR, tales como densidad, dureza, propiedades mecánicas, tamaño de celda y propiedades aislantes han sido estudiadas. Las propiedades mecánicas de mezclas de caucho natural y EVA, entrecruzadas (con peróxido de dicumilo) y espumadas (con azodicarbonamida, ADC), para obtener finalmente suelas de sandalias microcelulares, han sido estudiadas recientemente. A muestra la variación de la densidad relativa y del encogimiento con el contenido en EVA. La densidad relativa decrece a medida que se va aumentando el contenido en EVA en el rango entre 50 y 70%. Un mayor incremento en el contenido en EVA no produce variaciones en la densidad relativa. Sin embargo, el encogimiento de las láminas microcelulares presenta un aumento contínuo con el aumento de EVA. En las suelas microcelulares de EVA, el encogimiento que ocurre en el post-curado o en el almacenamiento a largo plazo se debe a la pérdida de gases por procesos de difusión. El gran tamaño de las celdas y el reducido espesor de pared de las mismas facilita la difusión de los gases en las mezclas que presentan elevados contenidos de EVA. Los efectos combinados de una elevada permeabilidad y de una rápida difusión de gases en mezclas con alto contenido en EVA se ven reflejados, en un elevado encogimiento de tales muestras. Por otro lado, la dureza de las suelas microcelulares disminuye a medida que aumenta el contenido en EVA, sin embargo la resistencia a la compresión aumenta con el contenido en EVA.

¿Cuál es la diferencia entre la espuma XPE, EVA y EPE?

Materia prima XPE: está hecha de resina de polietileno de baja densidad, agente reticulante y agente espumante después de la formación de espuma continua a alta temperatura.
Materia prima de EVA: copolímero de etileno-acetato de vinilo y materiales de espuma de caucho-plástico fabricados a partir de él.
Materia prima de EPE: productos de polietileno de alta espuma extruidos con polietileno de baja densidad (LDPE) como materia prima principal.

La diferencia de características principales

XPE presenta un excelente rendimiento en durabilidad, resistencia a la luz, resistencia al impacto físico, etc. El XPE en sí mismo es químicamente estable, no es fácil de descomponer, inodoro y elástico.
El EVA es sólido a temperatura ambiente, se calienta y se derrite hasta cierto punto para convertirse en fluido con una cierta viscosidad. Los productos de caucho y plástico EVA son un nuevo tipo de material de espuma plástica respetuoso con el medio ambiente, que tiene las ventajas de una buena amortiguación, resistencia a los golpes, aislamiento térmico, resistencia a la humedad, resistencia a la corrosión química, etc., y no es tóxico ni absorbente.

EPE tiene alta elasticidad y apariencia blanca. Debido a que es un cuerpo de burbuja completamente independiente, es liviano, flexible y se puede doblar para absorber la fuerza del impacto para dispersar, amortiguar el efecto, superar las deficiencias de la espuma de poliestireno común frágil, deformación y recuperación, EPE tiene aislamiento, agua y humedad, aislamiento térmico, aislamiento acústico, antifricción, antienvejecimiento, resistencia a la corrosión y otras características.

La diferencia de aplicaciones

XPE se utiliza para fabricar tapetes para gatear, materiales de aislamiento térmico y acústico y tapetes para automóviles.
El EVA se puede utilizar para fabricar conductos de refrigeradores, tuberías de gas, placas de construcción civil, contenedores y artículos de primera necesidad, y también se puede utilizar para fabricar películas de embalaje, juntas, equipos médicos y también se puede utilizar como adhesivos termofusibles, capas de aislamiento de cables. , etc. En la actualidad, se utiliza en la industria de las células solares para unir las células de la célula de silicio cristalino con el vidrio fotovoltaico de superficie y la lámina posterior de la célula.
EPE es ampliamente utilizado en cojines de automóviles y bicicletas, almohadas, aparatos electrónicos, instrumentos, computadoras, audio, equipos médicos, cajas de control industrial, iluminación de hardware, artesanías, vidrio, cerámica, electrodomésticos, pulverización, muebles, muebles, vino y resina. y el otro embalaje de regalo frágil de alta gama, embalaje interior de productos de hardware, embalaje expreso para triciclos eléctricos para adultos, bicicletas eléctricas de montaña, triciclos de carga, etc.

Lo que debe saber antes de elegir las mejores hojas de espuma EPE

Ahora la espuma EPE se ha convertido en la elección de la mayoría de los materiales de embalaje del mercado. Como nuevo material de embalaje ecológico, la espuma EPE ha cambiado toda la industria del embalaje. Sin embargo, hay muchos fabricantes de láminas de espuma EPE, y cómo elegir una lámina de espuma EPE adecuada se ha convertido en un problema para muchas personas. HengRi Co. Ltd es un fabricante profesional de espuma EPE, que produce todo tipo de láminas de espuma EPE, rollos de espuma EPE, etc. A continuación, presentaré tres consejos para elegir las mejores láminas de espuma EPE.

1. La superficie de la hoja de espuma EPE

Al comprar láminas de espuma EPE, primero debe observar el estado de la superficie de la lámina. No solo debe ser plano y liso, sino que tampoco debe estar dañado ni agrietado. Los cuatro lados deben cortarse cuidadosamente sin rebabas ni formas irregulares. Al mismo tiempo, la superficie del tablero no debe tener varias manchas, el color debe ser uniforme y no debe haber encogimiento ni huecos desiguales.

Colores de las hojas de espuma EPE

2. El color de la hoja de espuma EPE

La lámina de espuma EPE tiene una variedad de colores para que todos puedan elegir, como blanco, negro, azul, rojo, etc., pero no importa el color que compre, debe prestar atención a si el color es consistente. En primer lugar, el color de cada tablero debe ser consistente. Si compra una gran cantidad, debe intentar elegir el mismo lote de platos, para asegurarse de que no haya diferencia de color entre cada plato.

3. Presione la hoja de espuma EPE

Debido a que la principal materia prima de las láminas de espuma EPE es el polietileno, al comprar láminas de espuma EPE, puede presionar la lámina de espuma EPE con fuerza con los dedos y observar cuidadosamente su elasticidad. La elasticidad de un buen algodón perlado se recuperará rápidamente. Sí, si la elasticidad del algodón perlado es lenta después de presionar hacia abajo, la calidad de la hoja de espuma EPE es relativamente mala.

Procesamiento

Según la patente ES2,164,267 T3, las espumas termoplásticas se producen generalmente en un proceso de extrusión en tándem (dos extrusoras en serie). Las espumas poliolefínicas son aquellas formadas por cualquier polímero sintético que contenga al menos 85% en peso de etileno, propileno u otro monómero olefínico. La primera extrusora funde el polímero termoplástico para producir una fusión de polímero. Una bomba dosificadora de alta presión suministra un agente soplante a la fusión de polímero junto al extremo de la primera extrusora en donde se inicia el mezclado antes de entrar en la segunda extrusora en donde se produce el ulterior mezclado y enfriamiento del agente soplante y fusión de polímero. Después de salir de la segunda extrusora la fusión de polímero pasa a través y se vuelve en una estructura espumosa en una matriz, generalmente una matriz anular. La estructura de espuma generalmente en forma de un tubo anular, se estira luego sobre un mandril formador. El tubo anular que sale del mandril se corta y abre para formar una lámina que luego se recoge para formar uno o más rollos. yLa lámina de espuma enrollada se envejece típicamente durante un periodo de tiempo predeterminado y luego se termoforma para formar un artículo espumado. Los agentes espumantes que se utilizan más comúnmente incluyen actualmente hidrocarburos alifáticos, por ejemplo alcanos de C3-C6, e hidrocarburos total o parcialmente halogenados, por ejemplo hidrocarburos clorados y/o fluorados. Estos agentes de soplado convencionales poseen o causan una o más de las características indeseables siguientes: contaminación, daño potencial a la capa de ozono, inflamabilidad, pobres características de termoformado, fragilidad, alto costo y la necesidad de un periodo de envejecimiento prolongado para permitir que algo o todo del agente soplante se difunda de la lámina de espuma antes del termoformado. Por estos motivos se han previsto alternativas a los agentes de soplado precedentes. Una de estas alternativas es el dióxido de carbono, que evita que la mayor parte o todas las características indeseables precedentes de los agentes de soplado convencionales. Sin embargo, debido a la extrema volatilidad y alta presión de vapor del dióxido de carbono, resulta un agente soplante de difícil empleo, resultando, con frecuencia, en una lámina de espuma con células rotas, defectos superficiales (por ejemplo grietas), y arrugas, por ejemplo, variaciones de espesor dentro de la lámina de espuma que produce un aspecto superficial rizado u ondulado. Cada uno de los aspectos precedentes afecta perjudicialmente a las propiedades físicas de la espuma (por ejemplo resistencia), así como sus cualidades estéticas. Ésta patente describe un procedimiento para producir espuma termoplástica a partir de un agente soplante de dióxido de carbono que produzca una espuma de alta calidad, o sea, una con menos celdas rotas, defectos superficiales y arrugas.