技能培訓(xùn)專題 塑料發(fā)泡成型工藝 概述

塑料發(fā)泡成型工藝第一章概述第一節(jié)簡(jiǎn)介泡沫塑料：以樹(shù)脂為主體，內(nèi)部有許多微小泡孔的塑料制品。泡沫塑料的應(yīng)用一、泡沫塑料分類（1）按泡孔結(jié)構(gòu)分類

開(kāi)孔泡沫塑料(opencell)：泡孔之間相互連通，相互通氣，氣體和聚合物互為連續(xù)相 閉孔泡沫塑料(closedcell):泡孔孤立存在，相互不連通，氣泡完整無(wú)破碎軟質(zhì)泡沫塑料：彈性模量E<70MPa

硬質(zhì)泡沫塑料:E>700MPa

半硬質(zhì)泡沫塑料:70MPa<E<700MPa（2）按硬度分類

低發(fā)泡泡沫塑料：密度大于0.4g/cm3

氣體／固體發(fā)泡倍率<1.5

中發(fā)泡泡沫塑料：密度在0.l～0.4g/cm3之間 氣體／固體發(fā)泡倍率1.5-9.0

高發(fā)泡泡沫塑料：密度小于0.1g／cm3

氣體／固體發(fā)泡倍率>9.0（3）按制品密度分類常見(jiàn)泡沫塑料分類二、泡沫塑料的性能密度小吸收沖擊載荷性好隔熱性優(yōu)良隔聲效果好比強(qiáng)度高三、影響泡沫塑料性能的因素加工因素：減少料流的拖力或外界拉力作用泡孔結(jié)構(gòu)因素：開(kāi)孔率越大，壓縮強(qiáng)度越小泡孔尺寸因素：小泡孔泡沫塑料的壓縮性能優(yōu)于大泡孔的第二節(jié)發(fā)泡方法與基本原理一、氣發(fā)泡方法物理發(fā)泡法

物理發(fā)泡是借助于發(fā)泡劑在樹(shù)脂中物理狀態(tài)的改變，形成大量的氣泡，使聚合物發(fā)泡?；瘜W(xué)發(fā)泡法

化學(xué)發(fā)泡法是由混合原料的某些組分在過(guò)程中通過(guò)化學(xué)作用產(chǎn)生發(fā)泡氣體的發(fā)泡方法。機(jī)械發(fā)泡法

機(jī)械發(fā)泡法是用強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌將空氣卷入樹(shù)脂的乳液、懸浮液或溶液中，使其形成均勻的泡沫物，而后再經(jīng)過(guò)物理或化學(xué)變化，使之穩(wěn)定而成為泡沫塑料的方法。物理發(fā)泡劑惰性氣體、低沸點(diǎn)液體、固態(tài)空氣球選擇物理發(fā)泡劑要考慮的要求：無(wú)臭氣、無(wú)毒性、無(wú)腐蝕性；不可燃；不影響聚合物本身的物理和化學(xué)性能；具有對(duì)熱和化學(xué)藥品的穩(wěn)定性；在室溫下，蒸氣壓力低，呈液態(tài)，以便儲(chǔ)存、輸送和操作；低比熱容和低潛能，以利于快速汽化；相對(duì)分子質(zhì)量低，相對(duì)密度高；通過(guò)聚合物模壁的擴(kuò)散速度應(yīng)比空氣?。粊?lái)源廣，廉價(jià)。（1）惰性氣體常用的惰性氣體：N2、CO2

優(yōu)點(diǎn)：無(wú)色、無(wú)味，發(fā)泡后無(wú)殘?jiān)粫?huì)影響泡沫塑料的性能。選擇惰性氣體作發(fā)泡劑時(shí)，要選擇在聚合物中滲透速度較小的發(fā)泡劑。發(fā)泡過(guò)程：決定泡孔均勻的因素：發(fā)泡劑是否均勻地分布在熔體中

是否快速去除壓力

壓力是否足夠高擠出物理發(fā)泡注塑物理發(fā)泡（2）低沸點(diǎn)液體

選取常溫常壓下呈氣態(tài)的低沸點(diǎn)氣體，一般要求它在常壓下沸點(diǎn)低于110°C。氟利昂優(yōu)點(diǎn)：具有阻燃性，遇熱穩(wěn)定，化學(xué)上呈惰性，無(wú)毒。缺點(diǎn)：破壞大氣臭氧層。二氯甲烷缺點(diǎn)：有毒性，已逐漸被淘汰。戊烷

優(yōu)點(diǎn)：具有很高的發(fā)泡效率。缺點(diǎn)：易燃。（3）固態(tài)空心球空氣球可分為有機(jī)和無(wú)機(jī)兩大類：無(wú)機(jī)空心球：玻璃、氧化鋁、氧化鎂、二氧化硅、陶瓷等有機(jī)空心球：纖維素衍生物、天然乳膠、酚醛樹(shù)脂等。

成型過(guò)程：化學(xué)發(fā)泡法（1）化學(xué)發(fā)泡劑發(fā)泡化學(xué)發(fā)泡劑：受熱時(shí)能釋放出氣體如CO2、N2等物質(zhì)。無(wú)機(jī)發(fā)泡劑：碳酸鹽和碳酸氫鹽

優(yōu)點(diǎn)：價(jià)廉、不會(huì)降低塑料的耐熱性

缺點(diǎn)：分解氣體的速率受壓力影響較大，發(fā)泡劑與塑料不混溶，產(chǎn)生的氣體主要是水蒸氣。無(wú)機(jī)發(fā)泡劑應(yīng)用較少。有機(jī)發(fā)泡劑：偶氮類、亞硝基類和磺酰肼類的化合物優(yōu)點(diǎn)：放出的氣體無(wú)毒、無(wú)臭，在塑料中具有較大的分散性。

缺點(diǎn)：大多數(shù)有機(jī)發(fā)泡劑是易燃易爆物質(zhì)。（2）發(fā)泡組分間相互作用析出氣體發(fā)泡

此法的發(fā)泡氣體是由形成聚合物的組分相互作用所產(chǎn)生的副產(chǎn)物，或者是這類組分與其他物質(zhì)作用的生成物。

此法常用于聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)?；瘜W(xué)和物理發(fā)泡劑的比較：化學(xué)發(fā)泡劑：可控制泡沫塑料制品的密度無(wú)需改造機(jī)器，操作簡(jiǎn)單化學(xué)發(fā)泡劑為粉料，易污染環(huán)境化學(xué)發(fā)泡劑副反應(yīng)引起腐蝕、制品變色、有害氣體污染物理發(fā)泡劑：制品密度不可控需改造機(jī)器物理發(fā)泡劑對(duì)制品材質(zhì)無(wú)影響二、泡沫形成的原理與過(guò)程TEXT在塑料熔體或液體中形成大量均勻細(xì)密的氣泡核泡沫形成泡沫增長(zhǎng)泡沫穩(wěn)定氣泡膨脹成為所要求的泡沫結(jié)構(gòu)的泡體固化定型將泡沫結(jié)構(gòu)固定下來(lái)t=0st=13.5minst=20minst=50minst=83.3mins泡沫形成（1）分子架理論

聚合物的體積由兩部分組成，一部分是大分子占據(jù)的體積，另一部分是未被占據(jù)的自由體積。當(dāng)氣體溶于聚合物時(shí)，氣體就占據(jù)了自由體積。當(dāng)自由體積減小時(shí)，氣體從聚合物中析出，形成氣泡核。（2）熱點(diǎn)成核機(jī)理

當(dāng)聚合物熔體中出現(xiàn)熱點(diǎn)時(shí)，由于熱點(diǎn)處熔體的溫度上升，熔體的黏度、表面張力、氣體在熔體中的溶解度都發(fā)生變化，使熔體中過(guò)飽和氣體分子易向熱點(diǎn)聚集，形成氣泡核。（3）其他成核方法

使氣體在聚合物熔體中呈高度過(guò)飽和狀態(tài)，同時(shí)加入成核劑、表面活性劑可促進(jìn)氣泡核的形成。有的發(fā)泡劑在熔體中分解放出氣體量較大，使氣體聚集的速度超過(guò)氣體在熔體中的溶解和擴(kuò)散速度，得到微泡結(jié)構(gòu)。用強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌，使混入聚合物中的氣體來(lái)不及溶解和擴(kuò)散，形成微泡。泡沫增長(zhǎng)泡沫增長(zhǎng)是泡孔長(zhǎng)大的過(guò)程。影響氣泡膨脹的因素：原材料規(guī)格、品種、性能及用量的影響如發(fā)泡劑在熔體中的濃度、