AC發(fā)泡劑配方檢測及成分分析

AC發(fā)泡劑（偶氮二甲酰胺，簡稱ADCA、AZDC或AC）是目前全球使用廣泛的有機(jī)化學(xué)發(fā)泡劑，尤其適用于塑料和橡膠加工。其成分并非單一化合物，而是以偶氮二甲酰胺為核心，并包含多種關(guān)鍵添加劑的功能性復(fù)合體系，分析其配方成分組成可以更好地優(yōu)化改進(jìn)配方。

一、核心成分：偶氮二甲酰胺（Azo-Dicarbonamide）
化學(xué)式： C?H?N?O? 或 H?N-CO-N=N-CO-NH?

結(jié)構(gòu)特征：

中心為 偶氮基 (-N=N-)，是產(chǎn)氣的關(guān)鍵活性基團(tuán)。

兩端連接兩個 羰氨基 (-CO-NH?)。

純度： 工業(yè)級AC發(fā)泡劑純度通常在 95% - 99% 之間。

物理形態(tài)： 通常為微細(xì)黃色粉末（純品為橘黃色結(jié)晶）。

二、關(guān)鍵添加劑（決定性能的核心輔助成分）
工業(yè)AC發(fā)泡劑極少直接使用純品，必須添加以下功能性添加劑以滿足加工需求：

1. 活化劑 (Activators) - 調(diào)控分解溫度的核心
作用： 顯著降低AC的分解溫度（純AC分解溫度≈195-215°C，過高不利于多數(shù)塑料加工），并加速分解。

主要種類與成分：

尿素 (H?N-CO-NH?)： 強(qiáng)效活化劑，可將溫度降至≈130-160°C，但易吸濕、可能產(chǎn)生氨味。

乙醇胺類 (如三乙醇胺)： 液態(tài)活化劑，用于特殊場合。

氧化鋅 (ZnO)： 經(jīng)濟(jì)有效的活化劑，可將分解溫度降至≈160-180°C。

硬脂酸鋅 (ZnSt)： 兼具潤滑和活化作用，分解溫度≈150-170°C。

其他： 鉛鹽（如三堿式鉛，用于PVC，但環(huán)保受限）、鎘鹽（已少用）、鋇鹽等。

金屬鹽類 (常用)：

尿素及其衍生物：

添加量： 通常占AC發(fā)泡劑體系的 1% - 10%（根據(jù)所需溫度調(diào)節(jié)）。

2. 改性劑 / 助發(fā)泡劑 (Modifiers) - 優(yōu)化發(fā)泡質(zhì)量
作用： 改善氣體釋放速率、泡孔結(jié)構(gòu)、減少殘留物氣味、提高分散性。

主要成分：

白油、石蠟、聚合物載體： 用于制造預(yù)分散母粒，提高在樹脂中的分散均勻性。

氫氧化鋁 [Al(OH)?]、碳酸鈣 (CaCO?)、氧化鎂 (MgO)： 吸收分解產(chǎn)生的微量酸性氣體（如氰酸HOCN），減少腐蝕性和異味。

尿素、氨基化合物： 中和酸氣，消除異味。

超細(xì)滑石粉、二氧化硅 (SiO?)： 提供氣泡成核點(diǎn)，使泡孔更細(xì)密均勻。

鋅化合物復(fù)合物（如ZnO與有機(jī)酸的復(fù)合物）。

發(fā)泡促進(jìn)劑：

成核劑：

吸酸劑 / 除味劑：

分散劑 / 載體：

3. 穩(wěn)定劑與加工助劑
抗氧化劑： 防止AC儲存或加工前期發(fā)生預(yù)分解（如BHT）。

潤滑劑： 改善粉末流動性或減少加工設(shè)備粘附（如硬脂酸鈣、PE蠟）。

三、AC發(fā)泡劑成分分析常用方法
要全面表征AC發(fā)泡劑及其分解行為，需結(jié)合多種分析技術(shù)：

分析目標(biāo) 推薦方法 關(guān)鍵信息獲取
主成分AC定量分析 HPLC (高效液相色譜) 準(zhǔn)確測定偶氮二甲酰胺的純度與含量

紫外-可見分光光度法 (UV-Vis) 基于特征吸收峰定量
添加劑鑒定 FTIR (傅里葉變換紅外光譜) 識別活化劑（ZnO、尿素）、潤滑劑等官能團(tuán)

XRD (X射線衍射) 鑒別晶體型添加劑（如ZnO、滑石粉）

TGA (熱重分析) 定量分析有機(jī)物/無機(jī)物比例，評估添加劑含量
分解特性 DSC (差示掃描量熱法) 核心！ 測定分解起始溫度、峰值溫度、焓變

TGA-FTIR / TGA-MS 聯(lián)用 實(shí)時監(jiān)測分解過程與氣體產(chǎn)物（CO, CO?, NH?等）

發(fā)氣量測定儀 測量標(biāo)準(zhǔn)條件下單位質(zhì)量產(chǎn)生的氣體體積 (ml/g)
分解殘留物分析 FTIR / Raman光譜 鑒定聯(lián)二脲等殘留物特征結(jié)構(gòu)

元素分析 (EA) 測定C、H、N元素比例，驗(yàn)證分解程度
粒度與形貌 激光粒度分析儀 測定粉末粒徑分布（關(guān)鍵加工參數(shù)）

SEM (掃描電鏡) 觀察顆粒形貌、分散狀態(tài)及泡孔結(jié)構(gòu)
異味/腐蝕性評估 GC-MS (氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用) 分析揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）如氰酸、氨

pH值測試（分解殘?jiān)芤海?評估酸性殘留物含量