Lisades plastile mõningaid täiteaineid, saab plasti mõningaid omadusi parandada, nii et see sobib paremini mõneks eriotstarbeks. Plasti tiheduse ja kõvaduse vähendamiseks või selle soojus- või heliisolatsiooni suurendamiseks on kõige ideaalsem täiteaine tühimik. Plastid, mis sisaldavad tühikuid või mulliavasid, liigitatakse vahuks ning vahutamisastmega ehk tühimiku poolt tekitatud vahu mahuosa erinevusega võib vahu toimivus olla alusplastist üsna erinev. Puhumisaine on plastikule lisatav kemikaal, mis õigel ajal töötlemise käigus eraldub gaasi, mis põhjustab plasti mulliaugude teket. Vahtplasti moodustamise võib üldiselt jagada neljaks etapiks.
· Vahustamisprotsessi neli etappi ·
【Esimene etapp】
Paisutusaine peab olema polümeeris, mis on tavaliselt vedelas või sulas, täielikult ühtlaselt dispergeeritud. Puhumisaine võib seejärel moodustada polümeeris tõelise lahuse või olla lihtsalt polümeeris ühtlaselt dispergeeritud, moodustades kahefaasilise süsteemi.
【Teine etapp】
Pärast suure hulga üksikute mullide moodustumist muudetakse süsteem vedelikus hajutatud gaasisüsteemiks. Sel ajal on sageli vaja tuuma tekitavaid aineid, et soodustada suure hulga väikeste mullide moodustumist. Tuumad on üldiselt väga peened inertsed osakesed, mis pakuvad kohti uute gaasifaaside tekkeks.
【Kolmas etapp】
Algselt moodustunud poorid kasvavad edasi, kuna rohkem gaasi difundeerub läbi polümeeri ja siseneb pooridesse. Kui see periood on piisavalt pikk, puutuvad üksikud rakud üksteisega kokku. Kui üksikut rakku eraldav sein puruneb, moodustub selle ühinemise kaudu suurem rakk. Kui vaht moodustub peamiselt mullide vastastikuse ühenduse kaudu, nimetatakse seda avatud rakuga vahuks. Kui vahu moodustavad omavahel ühendamata mulliaugud, nimetatakse seda suletud raku vahuks. Kui rakkude ühinemisel lastakse kontrollimatult jätkuda, kukub vaht kokku, kuna gaas eraldub automaatselt polümeerist.
【 Neljas etapp 】
Kui polümeeri viskoossus suureneb ja rakk ei saa enam kasvada, siis vaht stabiliseerub. Polümeeri viskoossust saab suurendada jahutamise, ristsidumise või muude meetoditega.
Näha on, et vahutamisprotsessi kolm viimast etappi võivad ajaliselt olla murdosa sekundist lühikesed, pikim ei ületa paari sekundit. Vahu moodustumine nõuab, et polümeer oleks vedel. See võimaldab polümeeri lahustada või plastifitseerida kuumutamise teel. Vahu tootmisprotsess on peaaegu sama, mis tavaliste plastide tootmisprotsessid, tavaliselt ekstrusiooni, pöörleva vormimise ja survevalu abil, samuti plastifikeeriva pasta töötlemise ja termovormimise teel. Samal põhjusel saab vahtplastiks valmistada praktiliselt igat tüüpi plasti. PVC (kõva ja pehme), polüstüreen, polüpropüleen, ABS ja polüetüleen on kõik valmistatud vahtplastiks tööstuslikus mastaabis. Sama kehtib kuumakindlate tehniliste plastide ja termoreaktiivsete polümeeride kohta.
· Vahustav vahuaine ·
Vahelduvvoolu puhumisaine valmistatakse diuurea, helekollase või oranži kollase kristalse pulbri oksüdeerimisel. Selle molekulmass on 116, lagunemissoojus 359,9 J/g kraadi, lagunemisgaas koosneb peamiselt lämmastikust (65%), süsinikmonooksiidist (32%) ja vähesel määral süsinikdioksiidist (3%). Lagunenud tahked jäägid on peamiselt biurea, tsüanuurhape ja urasool. Lagunemine kergelt ammoniaagi maitsega, mittesüttiv, isekustuv. Stabiilne ladustamine toatemperatuuril. Seda toodet võib pidada mittetoksiliseks.
Vahelduvvoolu puhuril on hea jõudlus. Seetõttu kasutatakse seda laialdaselt, eriti kõvade PVC-vahtprofiilide puhul.
· Jäiga PVC vahtprofiilide iga komponendi mõju vahelduvvooluvahule ·
1.1PVC vaik:
Üldprofiilide jaoks on valitud PVC vaik K väärtusega vahemikus 58-65. Tihti kasutatakse vahustavate materjalide jaoks madala K-väärtusega PVC-vaiku, mis soodustab töötlemisel kiiret geelistumist ja tagab sulatisele homogeense struktuuri vahutamistemperatuuril.
1.2 Stabilisaator:
Lisaks preparaadis kuumust stabiliseerivale toimele mängib kuumstabilisaator rolli ka initsiaatori lagunemistemperatuuri alandamisel, toimides aktivaatorina, soodustades vahelduvvoolu lagunemist ja muutes vahutamistemperatuuri töötlemistemperatuurile sobivaks.
Katse näitas, et AC lagunemistemperatuur langes oluliselt trissoola annuse suurendamisega ja gaasi väljund suurenes. Kõva baarium ja kõva plii vähendavad ka vahelduvvoolu lagunemistemperatuuri, kuid need mõjutavad vahelduvvoolugaasi väljundit. Seetõttu tuleks stabilisaatori koguse mõistlikku valikut põhjalikult kaaluda.
1.3AC puhumisaine:
Vahelduvvoolu puhumisaine koguse suurenemisega suurenes gaasi maht ja vähenes toote tihedus. Kui vahelduvvoolu kogus on teatud väärtusel, on PVC-toodete tihedus madal ja pind sile. Kuna aga vahelduvvoolu kogus kasvab jätkuvalt, on gaasi kogus liiga palju, nii et PVC-sulatuse tugevus ei suuda mulli auku katta, mis põhjustab mulliaugu purunemise, toote välimus näib kokku kukkuvat ja toote tihedus suureneb. Anti-ac puhumisaine annus tuleb valida vastavalt erinevatele toodetele optimaalsele annusele.
1.4Modifikaatorid:
On palju erinevaid kõvasid PVC modifikaatoreid, mille hulgas on peamised modifikaatorid CPE ja ACR. ACR-i lisamine võib parandada PVC-vaigu sulamistugevust, nii et mulli sein suudab vahutamisprotsessi ajal vastu pidada mullis oleva gaasi survele, ilma et see puruneks ja tekitaks suuri auke. ACR koguse suurenedes suureneb sulamistugevus ja mullide poorid muutuvad väiksemaks ja suuremaks. Seetõttu ei mõjuta ACR mitte ainult raku struktuuri, vaid mõjutab ka toote tihedust.
CPE põhiülesanne on kõvade PVC materjalide löögitugevuse parandamine. Erinevat tüüpi CPE valik ja selle doseerimine avaldavad suurt mõju PVC süsteemi toimimisele. Üldiselt on CPE-135A hea ja lisatav summa on 5%-15%.
1.5CaCO3 kasutamine:
Vähevahutavas süsteemis on CaCO3 kogus väike ning sellel on tuumava agensi roll, mis aitab moodustada sobivaid mulliavasid. Liigne CaCO3 lisamine muudab aga raku ebaregulaarseks ja vastavalt suureneb materjali tihedus, mis on samuti löögitugevusele ebasoodne. Üldiselt on 10%-15% annus parem.
· Tähelepanu ·
① Jäigade PVC vahtprofiilide koostises mõjutavad PVC vaigu tüüp, stabilisaatori kogus ja valik, modifikaatori valik ja CaCO3 valik märkimisväärselt vahelduvvoolu vahusüsteemi ning parim valem tuleb valida katsed.
② Ekstrusioonisurve, ekstrusioonitemperatuur, stantsi temperatuur, retentsiooniaeg ja kruvi kiirus ekstrusioonvormimisprotsessis mõjutavad vahelduvvoolu vahustamissüsteemi, seega tuleb ekstrusiooniprotsessi tingimusi rangelt kontrollida.
