費城的AtoFina化學(xué)公司最新開發(fā)出一項新技術(shù)，用于制備耐火性能極佳的聚偏氟乙烯（PVDF）橡膠泡沫，生產(chǎn)工藝中無需添加發(fā)泡劑，也沒有熔融過程。AtoFina化學(xué)公司的這項新技術(shù)是把他們公司生產(chǎn)的Kynar PVDF乳膠與玻璃氈片或其它增強纖維結(jié)合，生產(chǎn)出開孔泡沫，據(jù)報道，它在燃燒測試中的產(chǎn)生的火焰少，發(fā)煙量低。AtoFina化學(xué)公司的發(fā)起人稱這種Kynar PVDF泡沫為“耐火泡沫”。
Kynar PVDF對紫外無吸收，高溫時依然有很好的耐候性、耐腐蝕性。潛在應(yīng)用很多，例如用來制造用在交通工具、建筑、石油化工領(lǐng)域中的防火熱塑薄板；高層建筑中送氣室的絕緣外包裝；消防隊員防火服的涂層；易受火災(zāi)威脅的房屋、建筑物的保護罩；墊圈涂層以及作為其他阻燃但不耐腐蝕的材料的保護層。
毋需發(fā)泡劑
通常是采用添加化學(xué)發(fā)泡劑或氣注的方法將氟聚物直接壓入橡膠泡沫中，但AtoFina化學(xué)公司的這項新技術(shù)有所不同，它使用了玻璃氈或玻璃纖維?？茖W(xué)家Ramin Amin-Sanayei解釋說，此工藝是將玻璃氈等浸入水基PVDF乳膠中，然后用適當(dāng)?shù)姆椒▽⑵淅鋮s，并在模具中干燥固化。水從樹脂中蒸發(fā)后，孔洞被空氣占據(jù)，從而得到孔分布均勻，空隙相互交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
冷卻過程耗時3-12小時，其細節(jié)是保密的。AtoFina公司解釋說，如果利用合適的加熱方法，將溫度維持在140華式度左右，就可以替代冷卻過程，從而將循環(huán)時間降低到20分鐘。
所得到的泡沫密度由乳膠中聚合物固體的濃度決定。沒有添加PVDF共聚物的比重為1.78 g/cc左右，而PVDF橡膠泡沫比重只有0.25 g/cc，其孔隙率可達85％，甚至更高。為了得到這樣的比重和泡沫結(jié)構(gòu)，需要加入一定的溶劑來完善孔洞結(jié)構(gòu)，使孔分布更加均勻。
焰燒實驗結(jié)果
實驗室燃燒測試結(jié)果表明PVDF橡膠泡沫材料具有非常好的耐火性。Amin-Sanayei說：“現(xiàn)在正在進行標(biāo)準(zhǔn)測試以證明其耐火性能?！边@項技術(shù)允許在橡膠泡沫中添加各種增強材料，包括長玻璃纖維，碳纖維，自然纖維，甚至導(dǎo)電金屬纖維。
AtoFina公司的焰燒實驗是在添加了一層或多層玻璃纖維碎片的Kynar PVDF泡沫上進行的。丙烷火焰距離4 x 6英寸的扁平樣品2英寸左右。幾種不同比重的材料置于相同的火焰條件下。作為比較實驗，玻璃纖維氈和1/8英寸厚的鋁薄片進行了同樣的測試。實驗檢測了火焰焊透平板的時間。實驗表明，所有增強泡沫樣品的焊透時間隨泡沫密度和玻璃纖維層數(shù)的增加而增加。添加物厚度的微小改變都會使焊透時間的有很大的不同。
熱電偶可顯示泡沫/玻璃纖維樣品的表面溫度在焊透之前已達到170華氏以上，而實驗中樣品背面的溫度仍保持室溫。
