化学化工与环境学院 《功能助剂》 课程作业
学生姓名： 吝晓君 学 号： 201041602011 教 师： 董朝红 职 称： 副教授
2012 年12月17日
题 目： 含锌化合物对ADC发泡剂热解的影响
含锌化合物对ADC发泡剂热解的影响
吝晓君 应用化学一班 201041602011
摘要：选用不同种类含锌化合物对ADC发泡刺的分解温度、分解速率、发气量等热解因素的影响进行了规律性研究。采用DSC测定ADC发泡剂热效应及含锌化合物对其分解热焓的影响。最后筛选出满足EVA加工条件的改性ADC发泡剂，对其模压发泡进行力学特性及泡孔结构分析。研究表明：含锌化合物对ADC发泡刺的活化作用是一种催化作用．并且通过Lewis酸碱理论分析了活化程度的不同，其中醋酸锌时ADC发泡剂的活化程度最为明显。但是氧化锌改性后的ADC发泡剂加入到EVA基体中的制得的泡沫材料的力学性能和泡孔结构更优异。 关键词：ADC发泡剂；改性；分解温度；发气量；含锌化合物
0 前言
研究背景与意义：ADC发泡剂，化学名称偶氮二甲酰胺，是一种柠黄色粉末，热分解温度为200～220℃，发气量为250～300mL／g，由于发气量大，粒径小，易分散．分解气体以N2为主，气体不易从发泡体中逸出。使其成为目前世界上应用领域最广，产耗量最大的有机发泡剂。
由于ADC的热分解温度高,分解突发性强，使加工工艺条件不易控制，容易造成并泡的现象。同时，ADC是一种放热型发泡剂，熔体在加工时因发泡剂分解放出大量热而导致熔体黏度下降甚至可能造成树脂分解，发泡过程难于控制，需要对其进行改性才能满足不同塑料的使用要求。
目前，使用最多的改性剂为含锌化合物，但是关于含锌化合物对ADC热分解规律的影响及造成ADC活化程度不同的原因，文献报道却很少，因此系统地研究了含锌化合物对ADC热分解规律的影响，采用DSC研究其热效应，并通过Lewis酸碱理论分析了原因。同时制备出不同种类含锌化合物改性的ADC发泡剂，并制成EVA泡沫材料，进行性能和泡孔结构比较。AC发泡剂热分解机理为：
式(1)是低温下的反应，即主分解反应，式(2)为高温下的反应，即次分解反应。主分解反应产物气体主要是N2和少量氨气，而次分解反应产物气体主要是N2和适量CO以及氨气，即AC整个分解反应产生的主要气体是N2，且含有适量的CO和氨气。含锌化合物对ADC活化作用:锌化合物极易和AC发泡剂在高温分解时产生的H2N—CO—NH2进行络合，一方面使AC的主反应提前，另一方面使AC的二级分解反应滞后，也就是使得二级反应的分解需要更高温度，从而避免了H2N—CO—NH2分解出NH3和HNCO腐蚀螺杆和机筒。氧化锌和硬脂酸锌之所以对AC有较强的活化作用，可以从其分子化学结构来分析,锌化合物中的锌离子外围电子排布4S24P2，，具有空轨道，而AC的分子式为：
其中N、O上皆有孤对电子，根据路易斯酸碱配位原理，AC的N、O原子上的孤对电子进入Zn2+的空轨道，一C—N一为π键，由于N、O原子上的孤对电子流失，使一C—N一电子云浓度流向两边，中间重叠程度减小，导致一C—N一键断裂，从而使AC发泡剂的分解被活化。
1 实验部分
1．1 主要原材料
ADC发泡剂：工业级，江苏索普集团有限公司；
氧化锌、碳酸锌、硬脂酸锌、醋酸锌：分析纯，北京化工厂； EVA(VA质量含量为16％)：UE630，台湾聚合化品股份有限公司； 过氧化二异丙苯(DCP)交联剂：天津市光复精细化工研究所； 碳酸钙成核剂：北京益利精细化学品有限公司； 硬脂酸：分析纯，北京益利精细化学品有限公司。
1．2 实验设备及仪器
双辊塑炼机：SK一160B，上海橡胶机械厂；
平板硫化机：XLB-0350X550，中国浙江湖州东方机械有限公司；
电子万能拉力机：CMT4204，美特斯工业系统有限公司； 扫描探针显微镜：DI，美国维易斯精密仪器有限公司； DSC热分析仪：STA4．49C，德国Netzsch公司。
1．3 实验方法及工艺流程
按照配方分别进行称料混合，制备EVA泡沫材料。文章采用的是双辊混炼机，将配好的物料放到两辊的间隙处，辊筒温度为100℃。辊筒转动将物料拖人辊隙，反复多次操作。混炼时间为10min，制成片状。根据所需要加工制品的模具形状剪切片。将装人料坯后的密闭模具置于平板硫化机中，在160℃，压力为1lMPa下，使料坯熔融塑化14 min，同时发泡剂分解产生气体。解除平板硫化机压力，热熔融片材膨胀弹出，并在瞬间完成发泡。 发泡成型工艺流程如图l所示。
1．4 性能测试
1．4．1 ADC发泡剂分解特性测量装置及测试方法
取一定量的改性样品置于试管中，在硅油油浴锅中加热，通过排水法测量产生气体的体积(如图2所示)。
