DANISCO

Микросферы EXPANCEL®
Микросферы EXPANCEL® это маленькие сферические частицы из пластика. Микросферы
представляют собой полимерные оболочки размером 10-12 мкм, содержащие газ. Когда газ
внутри сферы нагревается, его давление увеличивается, сфера размягчается – и в
результате происходит значительное увеличение объема микросфер. При полностью
возможном расширении, объем микросфер увеличивается более чем в 40 раз, т.е. до 40-50
мкм. Продуктовый ряд включает как расширенные, так и нерасширенные микросферы.
Применение
Нерасширенные микросферы используются как вспенивающие агенты во многих областях,
таких как полиуретаны, ПВХ-пластики, термопластики, печатные краски, бумага, ткани, и т.д..
Расширенные микросферы используют в качестве наполнителей для снижения веса в
различных применениях.
Вспенивающий агент
Нерасширенные микросферы EXPANCEL® используют как вспенивающие агенты.
Нерасширенные микросферы в ПВХ-пластизолях имеют значительные преимущества над
химическими вспенивателями, такие как контролируемое вспенивание при низких
температурах, гомогенная ячеистая структура и большие температурно-временные
интервалы, где имеет место вспенивание без разрушения ячеистой структуры.
Все 100% ячеек имеют закрытое строение.
В некоторых полиуретановых применениях микросферы EXPANCEL® добавляют для
компенсации нормальной усадки.
Снижение веса
Микросферы EXPANCEL®
используют достаточно широко в коммерческих целях как
наполнитель для снижения веса. Микросферы можно добавлять или в виде расширенных
сфер, отдельно или в сочетании с другими наполнителями, или в виде нерасширенных
микросфер.
Некоторые примеры:
В полиэфирных шпатлевках микросферы EXPANCEL®
используют как отдельный
наполнитель, так и в комбинации с другими наполнителями. Добавление 1% микросфер по
весу снижает плотность шпатлевки с~1,8кг/л до 1,1 кг/л. Пористость шпатлевки, содержащей
микросферы, чрезвычайно низка, что в результате приводит к отсутствию проникновения воды
с поверхности.
Добавление только 0,5% микросфер по весу снижает вес 12-литровой банки с краской с 18
до 14 кг.
Расширенные микросферы также комбинируют с полиуретанами в литьевых полимерах,
покрытиях и герметиках для снижения веса, улучшая при этом ударо-, вибро и
звукопоглощающие свойства.
В кабельной промышленности расширенные микросферы EXPANCEL®
используют в
качестве легкой добавки к жидкому петролатуму для заполнения пустот между проводниками в
кабеле, придавая таким образом высокую устойчивость к проникновению воды в аксиальном
направлении.
Микросферы EXPANCEL®
используют также в производстве гражданских взрывчатых
веществ для повышения чувствительности.
2
Свойства
Значительное расширение при нагревании и другие уникальные свойства микросфер
EXPANCEL®
обусловлены небольшим количеством углеводорода, заключенного в
газонепроницаемую
термопластичную
оболочку.
Когда
микросферы
нагревают,
термопластичная оболочка размягчается, а давление углеводорода внутри увеличивается.
Это приводит к значительному расширению сфер (типичное изменение диаметра от 10 до 40
мкм) с соответствующим существенным уменьшением плотности ( с 1000 до 30 г/л).
Марки микросфер EXPANCEL® различаются в зависимости от:
Степени расширения
Теплостойкости
Размера частиц
Стойкости к химикатам и растворителям
Термомеханические свойства
Существующие марки микросфер EXPANCEL® различаются по температуре расширения в
интервале 80-190 0С.
Температура, при которой начинается расширение, так же как и температура, при которой
достигается максимальное расширение и наименьшая плотность, зависит в некоторой
степени от скорости нагрева. При температурах выше необходимой для получения
максимального расширения микросферы частично деформируются.
Упругость
Все марки EXPANCEL® обладают высокой упругостью. Расширенные микросферы легко
сжать. Когда давление уменьшается, микросферы возвращаются к первоначальному объему.
Благодаря такой упругости микросферы EXPANCEL® при нормальных условиях могут
выдерживать несколько тысяч циклов нагрузки/разгрузки без нарушения формы
или
разрушения. Это очень важно, когда микросферы используют в ударопоглощающих
материалах, а также в ряде других случаев.
Химическая стойкость
Микросферы EXPANCEL®
можно использовать в контакте со многими химическими
веществами, включая растворители, без какого-либо отрицательного воздействия на их
расширение или другие свойства.
Типы микросфер
Существует два основных типа микросфер EXPANCEL®:
Нерасширенные микросферы:
EXPANCEL®
EXPANCEL®
EXPANCEL®
EXPANCEL®
WU – влажные нерасширенные микросферы
DU – сухие нерасширенные микросферы
slurry – дисперсия нерасширенных микросфер
MB – мастербэтч с нерасширенными микросферами
Расширенные микросферы:
EXPANCEL® WE – влажные расширенные микросферы
EXPANCEL® DE – сухие расширенные микросферы
В настоящее время существует около 20 марок для конкретных применений и ежегодно
число их увеличивается.