南工大塑料成型加工竇第九章泡沫塑料的成型

第九章泡沫塑料的成型第一頁(yè)，共八十三頁(yè)。9-1概述9-2泡沫塑料的發(fā)泡方法及原理9-3泡沫塑料的成型工藝第二頁(yè)，共八十三頁(yè)。

9-1概述泡沫塑料是以樹脂為基礎(chǔ)內(nèi)部具有無數(shù)微孔性氣體的塑料制品，又稱為多孔性塑料。由于氣孔的存在，它具有密度低（10～500Kg/m3）、隔音、隔熱、防震等特點(diǎn)。廣泛用于包裝、防震、漂浮、運(yùn)動(dòng)、過濾材料。生產(chǎn)泡沫塑料的材料:所有熱塑性塑料和熱固性塑料常見的熱固性塑料有：酚醛、脲甲醛UF、環(huán)氧樹脂EP、有機(jī)硅等，所得泡沫硬度大，柔軟性差，用于強(qiáng)度要求高的場(chǎng)合。工業(yè)上廣泛應(yīng)用的熱塑性塑料泡沫塑料有：PE、PVC、PS、PU等。泡沫塑料的成型方法：擠出、注射、模壓、澆鑄、壓延。第三頁(yè)，共八十三頁(yè)。泡沫塑料的分類1、按軟硬程度分（即機(jī)械強(qiáng)度分）軟質(zhì)泡沫塑料，在23℃和RH50%條件下，彈性模量小于70MPa,富有柔韌性、壓縮硬度很小、應(yīng)力解除后能恢復(fù)原狀，殘余變形較??；硬質(zhì)泡沫塑料，彈性模量高于700MPa，無柔韌性，壓縮硬度大，應(yīng)力達(dá)到一定值方產(chǎn)生變形，解除應(yīng)力后不能恢復(fù)原狀；半硬質(zhì)泡沫塑料，彈性模量在70～700MPa之間，性質(zhì)介于兩者之間。第四頁(yè)，共八十三頁(yè)。2、按密度分密度>0.4g/cm3，氣體/固體<1.5的為低發(fā)泡；密度=0.1～0.4g/cm3,氣體/固體=1.5～9為中發(fā)泡；密度為0.1g/cm3以下，氣體/固體>9為高發(fā)泡。有的將發(fā)泡倍率5以下的稱為低發(fā)泡，發(fā)泡倍率5以上的為高發(fā)泡。3、按氣孔結(jié)構(gòu)不同分開孔泡沫塑料——孔與孔是相通的，具有良好的吸音性能和緩沖性能；閉孔泡沫塑料——每一孔是獨(dú)立的，具有較低的導(dǎo)熱性能和較小的吸水性。第五頁(yè)，共八十三頁(yè)。常見泡沫塑料分類第六頁(yè)，共八十三頁(yè)。9-2泡沫塑料的發(fā)泡方法及原理一、泡沫塑料的發(fā)泡方法（一）物理發(fā)泡法1、惰性氣體發(fā)泡法利用氮?dú)?、二氧化碳等無色無臭、化學(xué)活性較弱，很難與其它元素化合的惰性氣體，在較高壓力下，使其溶于熔融狀態(tài)聚合物或糊狀復(fù)合物中，而后在減壓下使溶解氣體釋放出而發(fā)泡。第七頁(yè)，共八十三頁(yè)。2、低沸點(diǎn)的液體發(fā)泡法低沸點(diǎn)液體在高壓下，壓入熔態(tài)聚合物中，或摻入聚合物顆粒中，而后再減壓或加熱，使其在聚合物中汽化和發(fā)泡。目前作為發(fā)泡劑使用的低沸點(diǎn)液體有：脂肪族碳?xì)浠衔锶绫?、丁烷等；含氯和含氟的脂肪族的碳?xì)浠衔锶缫宦燃淄?、二氯甲烷、三氯氟甲烷（氟里昂）等?duì)大氣臭氧層破壞，目前已限制使用。它們的沸點(diǎn)大都在100℃以下。第八頁(yè)，共八十三頁(yè)。常用作為發(fā)泡劑的低沸點(diǎn)液體第九頁(yè)，共八十三頁(yè)。3、溶出發(fā)泡法先將細(xì)小顆粒的物質(zhì)（如食鹽和淀粉等）混入聚合物中，而后用溶劑或伴以化學(xué)的方法使其溶出而成為泡沫物。（如混在PVC中的淀粉，可先用水浸泡使其溶脹，而后再用熱的稀硫酸處理，使其水解為糖，溶出成為PVC發(fā)泡物）。4、交聯(lián)發(fā)泡法（組合泡沫塑料）：先將微型（直徑20~250μm，壁厚2~3μm）的空心玻璃球、陶瓷球、空心塑料（如酚醛樹脂）微球埋入熔融的聚合物或液態(tài)的熱固性塑料中，而后通過冷卻或交聯(lián)作用固化成為泡沫體。5、燒結(jié)發(fā)泡法：將疏松的粉狀熱塑性塑料燒結(jié)在一起，使其分解放出氣體成為泡狀物。第十頁(yè)，共八十三頁(yè)。物理發(fā)泡法的優(yōu)點(diǎn)：操作中毒性??；發(fā)泡劑的原料成本低；沒有發(fā)泡劑留下的殘?jiān)?，因而?duì)泡沫塑料性能無嚴(yán)重影響。物理發(fā)泡法的缺點(diǎn)：某些過程所用設(shè)備投資較大。工業(yè)上常用的是惰性氣體發(fā)泡法和低沸點(diǎn)的液體發(fā)泡法。第十一頁(yè)，共八十三頁(yè)。（二）化學(xué)發(fā)泡法用于發(fā)泡的氣體是由混合原料中的某些組分在成型過程中通過化學(xué)作用產(chǎn)生的。1、化學(xué)發(fā)泡劑發(fā)泡法發(fā)泡氣體是由特意加入的熱分解物質(zhì)(稱為化學(xué)發(fā)泡劑)在受熱時(shí)產(chǎn)生的。這種方法的特點(diǎn)是：所用設(shè)備通常都不很特殊和復(fù)雜，且適用于大部分熱塑性塑料的發(fā)泡，因此應(yīng)用廣泛。第十二頁(yè)，共八十三頁(yè)。發(fā)泡劑應(yīng)具備要求a.逸出氣體的溫度范圍應(yīng)比較狹窄而固定；b.逸出氣體的速率應(yīng)能控制，而且不受壓力的影響和相當(dāng)快的速率；c.逸出的氣體沒有腐蝕性，最好是氮?dú)?，其次是二氧化碳；d.發(fā)泡劑應(yīng)能均勻地分散在原料中；e.發(fā)泡劑和其分解后的殘余物不應(yīng)有毒性，并且對(duì)塑料的熔融和硬化都無影響；f.發(fā)泡劑在分解時(shí)不應(yīng)大量放熱；g.價(jià)格便宜，運(yùn)輸和儲(chǔ)藏中穩(wěn)定；h.分解的殘余物應(yīng)無色、無味、無毒，應(yīng)能與塑料混溶，并且對(duì)制品性能無影響。第十三頁(yè)，共八十三頁(yè)。目前工業(yè)上常用的發(fā)泡劑:無機(jī)發(fā)泡劑常用的有堿金屬的碳酸鹽和碳酸氫鹽，如：碳酸銨和碳酸氫鈉等，它們的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)廉，不會(huì)降低塑料的耐熱性，因?yàn)閷?duì)聚合物無增塑作用。它們的缺點(diǎn)是不能與塑料混溶，很難在塑料中均勻分布，并且分解氣體的速率嚴(yán)重受壓力的影響。有機(jī)發(fā)泡劑常用的是一些加熱后分解放出氮?dú)庖恍┪镔|(zhì),如:偶氮二甲酰胺（AC）、偶氮二異丁腈等，氮?dú)獾幕瘜W(xué)行為比較遲鈍，它對(duì)大多數(shù)聚合物的滲透性比氧氣、二氧化碳、氨氣都要小，在有機(jī)聚合物中有較大的分散性。但是，絕大多數(shù)發(fā)泡劑都是易燃和可能發(fā)生爆炸的物質(zhì)，甚至還可能放出有毒氣體，因此必須保存于陰冷、干燥、通風(fēng)好的場(chǎng)所。第十四頁(yè)，共八十三頁(yè)。2、發(fā)泡組分間相互作用析出氣體發(fā)泡法發(fā)泡氣體是形成聚合物的組分相互作用所產(chǎn)生的副產(chǎn)物，或者是形成聚合物的組分與其它物質(zhì)作用的生成物。工業(yè)上用這種方法生產(chǎn)的主要有聚氨基甲酸酯泡沫塑料，它是由異氰酸酯與聚酯或聚醚反應(yīng)所析出的二氧化碳，還有用苯酚與甲醛縮聚反應(yīng)所生成的水泡來制造酚醛泡沫塑料.第十五頁(yè)，共八十三頁(yè)。（三）機(jī)械發(fā)泡法它是用強(qiáng)烈的攪拌使空氣卷入樹脂的溶液、乳液或懸浮體中，使其形成均勻的泡沫物，而后再通過物理和化學(xué)變化使其穩(wěn)定而成為泡沫塑料。為縮短時(shí)間，可同時(shí)通入空氣和加入乳化劑或表面活性劑。用這種方法生產(chǎn)的有軟PVC和脲甲醛泡沫塑料等。第十六頁(yè)，共八十三頁(yè)。二、泡沫塑料的發(fā)泡原理氣發(fā)泡沫塑料的形成：是把氣體溶解在液態(tài)聚合物中形成飽和溶液，然后通過成核作用生產(chǎn)泡沫。發(fā)泡劑可預(yù)先溶解在液態(tài)聚合物中，當(dāng)溫度升高、壓力降低時(shí)，就會(huì)放出氣體，形成泡沫。其泡沫的形成大體上分三個(gè)階段：泡沫的形成、泡沫的增長(zhǎng)、泡沫的穩(wěn)定.第十七頁(yè)，共八十三頁(yè)。（一）泡沫的形成當(dāng)氣體在溶液中達(dá)飽和限度而形成過飽和溶液時(shí)，氣體又從溶液中逸出形成氣泡，形成氣泡的過程就是成核作用。這時(shí)，除聚合物液相外，產(chǎn)生了新相——?dú)庀?，分散在聚合物中，成為泡沫。如果同時(shí)還存在很小的固體粒子或很小的氣泡，即所謂的第二分散相，就會(huì)有利于這一過程的形成。這種加入第二相的物質(zhì)叫做“成核劑”。第十八頁(yè)，共八十三頁(yè)。（二）泡沫的增長(zhǎng)氣泡形成之后，由于氣泡內(nèi)氣體壓力與半徑成反比，氣泡越小，內(nèi)部的壓力越大。當(dāng)兩個(gè)大小不同的氣泡接近時(shí)，由于氣體從小氣泡擴(kuò)散到大氣泡，造成氣泡合并，通過成核劑的作用增加了氣泡的數(shù)量，加上氣泡的膨脹擴(kuò)大了泡孔的直徑，從而泡沫得到增長(zhǎng)。促使氣泡增長(zhǎng)的因素：溶解氣體的增加；溫度的升高；氣體的膨脹；氣泡的合并。阻礙氣泡增長(zhǎng)的因素：表面張力和塑料的黏度。降低塑料熔體的表面張力和黏度對(duì)泡沫增長(zhǎng)有利。但是如果熔體的黏度過低，會(huì)使泡孔壁膜減薄，使泡孔易破裂。第十九頁(yè)，共八十三頁(yè)。（三）泡沫的穩(wěn)定泡沫物是熱力學(xué)不穩(wěn)定體，它不會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，所以必須保證泡沫穩(wěn)定。穩(wěn)定泡沫的方法：一是利用表面活性劑，以降低其表面張力，有利于形成細(xì)泡，減少氣體的擴(kuò)散作用，使泡孔穩(wěn)定；二是提高塑料熔體的黏度，防止泡壁進(jìn)一步減薄來穩(wěn)定泡沫。在發(fā)泡過程中，通過對(duì)物料的冷卻或塑料的交聯(lián)作用，都能提高塑料的熔體黏度。第二十頁(yè)，共八十三頁(yè)。9-3泡沫塑料的成型工藝

一、聚苯乙烯泡沫塑料聚苯乙烯泡沫塑料具有吸水性小，隔音、保濕、介電性優(yōu)良等特點(diǎn)。密度在0.015～0.02g/cm3用于包裝材料；密度為0.02～0.05g/cm3用于防水隔熱材料；密度為0.03～0.10g/cm3用于救生圈漂浮材料第二十一頁(yè)，共八十三頁(yè)。聚苯乙烯泡沫塑料常用物理發(fā)泡法進(jìn)行發(fā)泡。有兩種生產(chǎn)方法：一、是懸浮聚合的的聚苯乙烯顆粒中滲入低沸點(diǎn)的液體,使其成為可發(fā)性珠粒，然后經(jīng)過預(yù)發(fā)泡、熟化和發(fā)泡成型而制成制品；二、是將高分子量的乳液法聚合的粉狀聚苯乙烯樹脂、發(fā)泡劑及其它添加劑的混合物，通過擠出機(jī)擠出發(fā)泡，再經(jīng)冷卻定型而成泡沫制品。第二十二頁(yè)，共八十三頁(yè)。（一）可發(fā)性珠粒法1、可發(fā)性聚苯乙烯珠粒的制造采用的液體發(fā)泡劑大多是脂肪烴類化合物：有丁烷、正戊烷、異丁烷、石油醚等。其珠粒的制造方法有一步法、一步半法和兩步法。

一步法：是發(fā)泡劑在聚合時(shí)加入。發(fā)泡劑有阻聚作用，所以制得的可發(fā)性聚苯乙烯珠粒分子量偏低，在40000～50000，反應(yīng)后有部分粉狀物，需處理。

一步半法：發(fā)泡劑在反應(yīng)中期加入，減少了阻聚作用，分子量有所提高。第二十三頁(yè)，共八十三頁(yè)。兩步法：聚合反應(yīng)形成PS珠粒后，在加溫加壓下，將低沸點(diǎn)的液體滲入到PS中，使其溶脹，經(jīng)冷卻后留在珠粒中。操作工序較多，發(fā)泡劑滲透時(shí)間較長(zhǎng)，顆粒度已經(jīng)過篩選，不合格的已事先剔除，有助于提高泡沫制品的質(zhì)量。塑料加工廠常用。原料規(guī)格及配方：第二十四頁(yè)，共八十三頁(yè)。浸漬工藝參數(shù)：體系內(nèi)壓力不超過0.98MPa；料溫80～90℃，恒溫4～12小時(shí)（由顆粒大小決定），降溫至40℃以下出料，冷卻后用自來水清洗、吹干。注意：不要烘干。設(shè)備簡(jiǎn)陋的廠也可以常溫常壓浸漬，所需時(shí)間長(zhǎng)，發(fā)泡劑揮發(fā)量大。EPS珠粒要求：發(fā)泡劑含量約為6%（5.5～7.5％），表觀密度0.68g/cm3，顆粒的直徑范圍0.25～2mm。制造密度偏小的泡沫塑料制品時(shí)，宜用直徑偏大的珠粒。注意可發(fā)性聚苯乙烯珠粒儲(chǔ)存時(shí)，一定要密封包裝，低溫儲(chǔ)存。第二十五頁(yè)，共八十三頁(yè)。2、預(yù)發(fā)泡作用：是憑加熱使可發(fā)性珠粒膨脹到一定程度，這樣可以使模塑制品密度更低；并且減小密度梯度，使發(fā)泡制品均勻。預(yù)發(fā)泡方法：水蒸氣、熱水、熱空氣和紅外線。水蒸氣常用。預(yù)發(fā)泡過程中嚴(yán)格控制加熱溫度和時(shí)間，使可發(fā)性珠粒軟化呈高彈態(tài)，但不要熔化，使珠粒有足夠的強(qiáng)度以與內(nèi)部總壓力平衡，避免預(yù)發(fā)泡粒子破裂。一般溫度控制在80～100℃。在機(jī)桶內(nèi)停留2～4分鐘，發(fā)泡倍數(shù)約20倍。對(duì)預(yù)脹物要求：表觀密度0.012g/cm3（即（12～16g/L），泡孔直徑80～150μm，泡孔頻數(shù)為55個(gè)/cm3。密度低于0.012g/cm3時(shí)，泡孔易破裂。第二十六頁(yè)，共八十三頁(yè)。3、熟化目的：預(yù)發(fā)泡后在空氣中暴露一段時(shí)間使空氣逐步滲入泡孔，令泡孔內(nèi)外壓力達(dá)到平衡；使冷凝的發(fā)泡劑再滲透到粒子中去。熟化原理：因?yàn)轭A(yù)發(fā)泡后，氣泡中的氣體因冷卻而凝結(jié)，此時(shí)凝結(jié)成液體的發(fā)泡劑又重新溶入聚苯乙烯中，一部分還會(huì)向外滲出，當(dāng)氣體初凝結(jié)的一段時(shí)間內(nèi)，氣泡的壓力會(huì)有較大的下降，以致出現(xiàn)真空，因此預(yù)發(fā)泡顆粒很脆弱。隨著成熟時(shí)間的進(jìn)展，外界空氣逐漸滲入氣泡，預(yù)發(fā)泡顆粒就變成具有彈性而又不能用手輕易捏碎的物體。第二十七頁(yè)，共八十三頁(yè)。熟化方法：將預(yù)發(fā)泡顆粒放入大型料斗中進(jìn)行?？諝鈴牧隙返撞烤従徦瓦M(jìn)，由頂部排出。熟化時(shí)最好使空氣很快地滲入預(yù)發(fā)泡珠粒中，而不使發(fā)泡劑太多滲出，否則預(yù)發(fā)物在模塑時(shí)的膨脹就差。一般熟化溫度22～26℃，有時(shí)為加速熟化，可將空氣溫度提到32～38℃。熟化時(shí)間由所用珠粒的規(guī)格、制品的密度要求、送至料斗中的空氣條件而定，有8～10小時(shí)，有的24小時(shí)左右，由試驗(yàn)而定。第二十八頁(yè)，共八十三頁(yè)。4、模塑成型（1）過程：常用的模塑方法是蒸汽箱模塑法。熟化珠粒入模送入液壓機(jī)蒸氣室加熱發(fā)泡劑氣化膨脹、塑料軟化進(jìn)一步膨脹由于模具限制珠?；ハ嗳劢映烧w。（2）工藝控制：A、溫度：溫度盡快達(dá)110～135℃，蒸汽壓偏高達(dá)0.294～0.329MPa。如果蒸汽壓不足，會(huì)造成制品表面和中心密度不一致，嚴(yán)重時(shí)得不到整塊制品。因?yàn)檎羝坎蛔銜r(shí)，泡內(nèi)的空氣和發(fā)泡劑就會(huì)先期滲出，而后滲入的蒸汽的壓力至多也只是能與外界壓力相平衡。B、時(shí)間：蒸汽的加熱時(shí)間依制品的厚度而定，一般5～60秒。第二十九頁(yè)，共八十三頁(yè)。C、冷卻若制品密度大于0.025g/cm3,可用洗淋的方法；若制品密度小于0.025g/cm3，因?yàn)槿菀姿榱押褪湛s，最好用空氣冷卻?？焖倮鋮s可使壓力均勻地降低，制品密度梯度也小。但是如果冷卻過快，水蒸氣分壓下降過快，聚合物因冷卻硬化所具有的強(qiáng)度不能承受殘存壓力，因冷卻承受的部分真空即會(huì)導(dǎo)致泡沫體的較大收縮。第三十頁(yè)，共八十三頁(yè)。模塑發(fā)泡設(shè)備及制品第三十一頁(yè)，共八十三頁(yè)。第三十二頁(yè)，共八十三頁(yè)。5、擠出成型可發(fā)性聚苯乙烯珠?？芍苯佑糜跀D出成型片材和薄膜，制品的密度偏高為0.32～0.80g/cm3。因?yàn)樵跀D出過程中很容易造成在機(jī)筒內(nèi)塑化壓實(shí)情況，所以制品密度偏高，為降低制品密度可加入1.6%的硼酸和1.8%的碳酸氫鈉。第三十三頁(yè)，共八十三頁(yè)。（1）發(fā)泡過程硼酸和碳酸氫鈉起成核劑的作用，它們?cè)跀D出機(jī)料筒中受熱分解出不溶于聚苯乙烯的氣體，均勻地混合在熔融的樹脂中，混合物一出口模，就處于常壓下，由成核劑形成的氣體由于解除了壓力，而立即氣化膨脹，形成互不連通的泡孔核，熔融在樹脂中的發(fā)泡劑就進(jìn)入泡孔核內(nèi)，使泡孔連續(xù)膨脹，生成密度降低的泡沫制品。第三十四頁(yè)，共八十三頁(yè)。（2）發(fā)泡方法和設(shè)備擠出時(shí)易用吹塑法制成筒狀發(fā)泡膜，再在生成線上用刀剖開成片狀，因?yàn)橹苯訑D出成泡沫片材會(huì)在制品的寬向上出現(xiàn)膨脹而形成波紋。對(duì)螺桿的要求：長(zhǎng)徑比=20：1，壓縮比2～4。機(jī)頭口模內(nèi)應(yīng)有一定的壓力差，以阻止物料在模內(nèi)發(fā)泡，如果在模內(nèi)發(fā)泡，物料流動(dòng)會(huì)使泡壁破裂并孔，而呈粗孔，發(fā)泡不均勻。第三十五頁(yè)，共八十三頁(yè)。（3）工藝控制擠出溫度應(yīng)比擠出聚苯乙烯一般制品時(shí)低，不超過120℃。吹脹比約為6，并配合較快的牽引速度，以便擠出物在張力下大分子沿牽伸方向定向，物料機(jī)械性能提高。擠出物應(yīng)在離開口模時(shí)立即發(fā)泡，并使泡孔能均勻地雙向膨脹。因?yàn)榘l(fā)泡劑氣化吸熱，使樹脂冷卻并使泡壁有一定的張力，有助于防止氣泡并孔。因此，溫度、牽引速度和冷卻速度應(yīng)嚴(yán)格控制。加有固體發(fā)泡劑(成核劑)的擠出發(fā)泡制品，其最小密度可達(dá)0.012～0.016g/cm3。注意：擠出發(fā)泡聚苯乙烯時(shí)，有液體發(fā)泡劑的揮發(fā)和擴(kuò)散，必須嚴(yán)格注意防火和防爆。第三十六頁(yè)，共八十三頁(yè)。（二）PS一步法擠出發(fā)泡板材將PS和泡孔成核劑(滑石粉)、穩(wěn)定劑等，在長(zhǎng)徑比較大的(L/D=26～32:1,也有高達(dá)50：1)，壓縮比較小(1.1～3:1)的擠出機(jī)內(nèi)塑化，在熔融段末端壓入發(fā)泡劑（常用發(fā)泡劑有脂肪烴類、二氯甲烷等），在均化段熔體和發(fā)泡劑混合（或在另一擠出機(jī)內(nèi)均化混合），再一起通過機(jī)頭口模擠出，出模后減壓發(fā)泡，再冷卻，得到具有一定厚度的結(jié)皮發(fā)泡制品。制品密度可達(dá)0.03～0.08g/cm3。也可以采用兩臺(tái)擠出機(jī)聯(lián)合擠出。第三十七頁(yè)，共八十三頁(yè)。第三十八頁(yè)，共八十三頁(yè)。生產(chǎn)注意的工藝問題生產(chǎn)時(shí)擠出溫度應(yīng)嚴(yán)格控制，出模前保證熔體的黏度，使泡沫均勻。所以均化段的溫度要低于熔融段。擠出的泡沫塑料板材必須慢慢冷卻，以免造成內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致泡沫崩塌。第三十九頁(yè)，共八十三頁(yè)。二、聚乙烯泡沫塑料聚乙烯泡沫塑料密度小，低溫性能和抗化學(xué)腐蝕性能良好，并且具有一定的物理力學(xué)強(qiáng)度，因此可用于日用制品、精密儀器包裝材料、保暖材料、水上漂浮材料以及代替天然木材等方面，應(yīng)用面很廣，發(fā)展也很迅速。第四十頁(yè)，共八十三頁(yè)。（一）聚乙烯發(fā)泡的特點(diǎn)1、聚烯烴結(jié)晶度高，在未達(dá)到結(jié)晶熔融溫度以前，樹脂幾乎不能流動(dòng)，而達(dá)到熔融溫度，整個(gè)聚合物的熔融黏度急劇下降，使發(fā)泡過程中產(chǎn)生的氣泡很難保持2、PE結(jié)晶度高結(jié)晶快；從熔融態(tài)到晶態(tài)時(shí)放出大量的結(jié)晶熱；熔融聚烯烴的比熱容較大；從熔融態(tài)冷卻到固態(tài)需時(shí)間較長(zhǎng)；使發(fā)泡的氣體逃逸的機(jī)會(huì)增多；3、聚烯烴塑料的透氣性大，使發(fā)泡的氣體難保持。第四十一頁(yè)，共八十三頁(yè)。為了改善聚烯烴類塑料的發(fā)泡缺陷，常采用樹脂分子間交聯(lián)的方法調(diào)節(jié)熔融物的粘彈性，使之達(dá)到發(fā)泡所需的條件，并提高泡沫塑料的物理機(jī)械性能。第四十二頁(yè)，共八十三頁(yè)。（二）聚烯烴的交聯(lián)交聯(lián)方法有物理交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)，而物理交聯(lián)常用的是輻射交聯(lián)，由于輻射交聯(lián)需要很昂貴的設(shè)備，特殊產(chǎn)品如薄的發(fā)泡制品、細(xì)徑電纜生產(chǎn)時(shí)有應(yīng)用，一般的采用化學(xué)交聯(lián)。交聯(lián)劑都含有氧-氧鍵，如：過氧化二異丙苯(DCP）等，它的鍵能小，不穩(wěn)定，在熱和光作用下容易分解生成游離基，從而引發(fā)聚乙烯主鏈上某些碳原子產(chǎn)生活性，而后兩個(gè)大分子游離基相互結(jié)合產(chǎn)生c-c交聯(lián)鍵。加入助交聯(lián)劑，如：馬來酰亞胺、順丁烯二酸酐、1，2－聚丁二烯等含有雙鍵和過氧鍵的化合物?？梢蕴岣哌^氧化物的交聯(lián)效率，可以提高交聯(lián)度，使泡沫均勻、堅(jiān)固。第四十三頁(yè)，共八十三頁(yè)。為了制得不同性能的PE泡沫塑料制品,可以對(duì)PE本身進(jìn)行改性,如接枝；同EVA、聚異丁烯、天然橡膠或合成橡膠、聚苯乙烯、高低密度聚乙烯等共混；還可以在泡沫塑料中使用填料。填料的作用:a、擴(kuò)大泡沫塑料的物理性能范圍,如碳黑、二氧化硅可作為增強(qiáng)填料,提高泡沫的撓曲模量、拉伸強(qiáng)度、壓縮載荷和剛度;碳酸鈣、亞硫酸鈣、硅酸鈣可以較低泡沫塑料的成本,改進(jìn)其燃燒性能等；b、可以使溶解的氣體進(jìn)一步成核，使氣泡分散更廣，泡孔尺寸更加一致。填料一般不改變泡孔的結(jié)構(gòu)，而對(duì)與泡壁有關(guān)的泡沫塑料的性能（氣體滲透性）有關(guān)。c、含填料、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑的HDPE，可以制成泡孔細(xì)小的泡沫塑料，密度最小達(dá)0.04g/cm3。加入填料會(huì)降低過氧化物的交聯(lián)效率，要相應(yīng)增加用量來補(bǔ)償。第四十四頁(yè)，共八十三頁(yè)。（三）聚乙烯泡沫塑料的成型第四十五頁(yè)，共八十三頁(yè)。PE發(fā)泡片材生產(chǎn)線第四十六頁(yè)，共八十三頁(yè)。PE物理發(fā)泡法擠出第四十七頁(yè)，共八十三頁(yè)。PE物理發(fā)泡擠出網(wǎng)及設(shè)備第四十八頁(yè)，共八十三頁(yè)。注射法PE結(jié)構(gòu)泡沫塑料結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料是指密度在10～60kg/cm3之間的發(fā)泡材料，制品表面呈封閉的致密層，芯部呈微孔泡沫結(jié)構(gòu)。厚度在5mm以上。低壓結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射（模腔壓力2～7MPa）（普通注射模腔壓力30～60MPa）。第四十九頁(yè)，共八十三頁(yè)。高壓結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射（模腔壓力7～15MPa）第五十頁(yè)，共八十三頁(yè)。多工位結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射機(jī)第五十一頁(yè)，共八十三頁(yè)。多組分結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射機(jī)第五十二頁(yè)，共八十三頁(yè)。多組分結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射機(jī)局部第五十三頁(yè)，共八十三頁(yè)。模壓法生產(chǎn)PE發(fā)泡塑料工藝（1）一步法配方：僅供參考第五十四頁(yè)，共八十三頁(yè)。工藝流程1.LDPE、EVA混合2.兩輥塑煉加AC、三堿式硫酸鉛混合粗煉3.再加入交聯(lián)劑精煉4.拉片5.模壓交聯(lián)6.開模發(fā)泡第五十五頁(yè)，共八十三頁(yè)。工藝控制：混合在室溫下進(jìn)行?；鞜挏囟仍跇渲娜埸c(diǎn)以上，交聯(lián)劑和發(fā)泡劑的分解溫度以下（110～120℃）?；鞜捄煤螅茨＞叽笮〕銎?，厚度1mm左右，按質(zhì)量稱量、裁切后，放入模壓模具，加熱（160℃左右）、加壓（7.12～10.78MPa）6～8min，交聯(lián)劑交聯(lián)，后發(fā)泡劑分解，待發(fā)泡劑完全分解后，解除壓機(jī)的壓力開模，使熱的物料膨脹彈出，在2～3秒內(nèi)完成發(fā)泡。在發(fā)泡過程中特別要注意物料的粘彈性，如果粘彈性太低，如遇微小的機(jī)械阻力，就會(huì)導(dǎo)致泡沫塑料的龜裂，在生產(chǎn)中，有用開模前適當(dāng)降低物料的溫度，使其粘彈性提高，再開模的辦法。所以一步法所得泡沫塑料的發(fā)泡倍率不高，一般在3～15倍。而兩步法可得發(fā)泡倍率為30倍的PE泡沫塑料。第五十六頁(yè)，共八十三頁(yè)。（2）兩步法成型工藝：首先將塑煉好的片材在壓機(jī)上模壓,溫度150℃,時(shí)間根據(jù)片材的厚度,常為30min左右,去壓,開模,完成第一步發(fā)泡,密度0.098g/cm3,此時(shí)70%的發(fā)泡劑沒有分解,然后趁熱置于165℃的油浴中加熱20min,這一步材料的密度進(jìn)一步降低,但是尚有7%發(fā)泡劑沒有分解,從油浴中取出,室溫下冷卻,余下的發(fā)泡劑繼續(xù)分解10min后，發(fā)泡完畢。所制得的制品泡孔細(xì)小均勻,密度0.027g/cm3。第五十七頁(yè)，共八十三頁(yè)。三、聚氯乙烯泡沫塑料的生產(chǎn)聚氯乙烯泡沫塑料按其配方和成型方法不同可制成為軟質(zhì)和硬質(zhì)兩種。軟質(zhì)泡沫塑料在配制時(shí)加入較多的增塑劑，成型后具有一定的柔軟性。而硬質(zhì)聚氯乙烯泡沫塑料在配制時(shí)加入溶劑將樹脂溶解，成型過程中溶劑受熱揮發(fā)而成為質(zhì)地堅(jiān)硬的泡沫制品。第五十八頁(yè)，共八十三頁(yè)。原材料①樹脂制取泡沫塑料宜選用成糊性的乳液樹脂，因其粒度細(xì)容易成糊而且?guī)в斜砻婊钚詣?，?duì)成泡有利。②增塑劑為制取具有柔曲性和伸縮性的軟質(zhì)聚氯乙烯泡沫，需要添加大量的增塑劑。③發(fā)泡劑發(fā)泡劑的分解溫度一般不能高于糊塑料的膠凝溫度，否則就不能生產(chǎn)密度較小的泡沫塑料。④穩(wěn)定劑這是為了防止聚氯乙烯的熱分解而加入的一種助劑。⑤其它組分根據(jù)制品性能的需要還可加入潤(rùn)滑劑，填料，顏料等其它組分。第五十九頁(yè)，共八十三頁(yè)。生產(chǎn)方法硬質(zhì)聚氯乙烯泡沫塑料，主要采用壓制成型。軟質(zhì)聚氯乙烯泡沫塑料可采用壓制、擠出、注射和壓延等方法成型。①壓制法壓制法包括配料制糊、裝料入模并使模內(nèi)的糊料在加壓和加熱的情況，廠發(fā)泡和塑化、冷卻、脫出泡沫物、以及在適當(dāng)溫度下使泡沫物進(jìn)一步膨脹而成為制品等過程。第六十頁(yè)，共八十三頁(yè)。②擠出法現(xiàn)在通行的擠出工藝有兩種。

一種是將原料在低于發(fā)泡劑分解溫度的料筒內(nèi)塑化并擠成具有一定形狀的中間產(chǎn)品，而后再在擠出機(jī)外升溫發(fā)泡使其成為制品。所得制品大多是低密度的泡沫塑料制品。

另一種工藝是采用含有低溫發(fā)泡劑的原料以便發(fā)泡在料筒內(nèi)進(jìn)行，而使擠離口模的擠出物在冷卻后立即成為制品，這種制品的密度通常都比用前法制成的高。第六十一頁(yè)，共八十三頁(yè)。③注射法注射法的制品現(xiàn)在尚只限于高密度的(俗稱低發(fā)泡制品)。注射設(shè)備通常均以移動(dòng)螺桿式的為主。注射工藝大體上與一般注射相同，塑料的升溫、混合、塑化和發(fā)泡(多于50％)都在注射機(jī)內(nèi)進(jìn)行。④壓延法壓延制品主要是人造革。第六十二頁(yè)，共八十三頁(yè)。四、聚氨酯泡沫塑料是以多元醇（聚醚或聚酯型）和二異氰酸酯為原料，加入催化劑（交聯(lián)催化劑和發(fā)泡催化劑）、發(fā)泡劑（化學(xué)發(fā)泡劑和外發(fā)泡劑）、泡沫穩(wěn)定劑（表面活性劑）經(jīng)過混合攪拌后發(fā)泡、熟化而成。主要發(fā)泡氣體為異氰酸酯與水反應(yīng)形成二氧化碳。根據(jù)原料不同和配方不同分軟質(zhì)、半硬質(zhì)和硬質(zhì)泡沫塑料。生產(chǎn)軟質(zhì)泡沫塑料聚醚或聚酯都是線型的或稍帶支鏈的長(zhǎng)鏈分子，每個(gè)大分子帶有2～3個(gè)羥基，相對(duì)分子質(zhì)量為2000～4000。生產(chǎn)硬質(zhì)泡沫塑料的聚醚或聚酯相對(duì)分子質(zhì)量較小，具有支鏈結(jié)構(gòu)，官能度3～8之間。聚酯型聚氨酯泡沫塑料性能優(yōu)良，價(jià)格高。聚醚型價(jià)格低，普遍應(yīng)用。軟質(zhì)的主要用于家具襯墊、車用墊材、地毯低襯、建筑吸聲、體育墊、床墊和儀器包裝等；硬質(zhì)用于冰箱、冷庫(kù)等隔熱保溫，石油管道等的隔熱。按發(fā)泡方法分類有：塊狀、模塑和噴涂聚氨酯泡沫塑料。第六十三頁(yè)，共八十三頁(yè)。聚氨酯發(fā)泡工藝1、一步法：中密度聚酯型軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料配方第六十四頁(yè)，共八十三頁(yè)。工藝：按配方用量比把各種原料用計(jì)量泵送到帶有高速攪拌器的發(fā)泡機(jī)混合器內(nèi)，混合器能移動(dòng)（14～18次/min），以加強(qiáng)攪拌作用。然后從器底部不斷排出混合物，流到連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的傳送帶上，傳送帶上襯有紙張，混合物即開始發(fā)泡，通過烘道后，發(fā)泡完畢。剝?nèi)ゼ垙垼谑覝鼗?0～100℃下熟化。熟化目的：使聚合反應(yīng)進(jìn)行完全，聚合物分子量增加，制品機(jī)械強(qiáng)度增加；多余催化劑揮發(fā)。第六十五頁(yè)，共八十三頁(yè)。圖9-10一步法(間歇操作)的發(fā)泡工藝流程圖第六十六頁(yè)，共八十三頁(yè)。2、兩步法預(yù)聚法：通常應(yīng)用于聚醚型泡沫塑料。而聚酯型聚酯本身粘度大，預(yù)聚體粘度更大，發(fā)泡時(shí)不易。首先把聚醚樹脂與適量的異氰酸酯放入有攪拌器的反應(yīng)釜中加熱攪拌，使生成有一定游離異氰酸酯的預(yù)聚體，然后把預(yù)聚體放入儲(chǔ)槽，再用計(jì)量泵送至發(fā)泡機(jī)混合器中，其它組分從另一槽中同時(shí)送入混合器中，經(jīng)過劇烈攪拌（4000～6000r/min）混合后，排出，發(fā)泡，熟化，成為制品。半預(yù)聚法將配方中的一部分多元醇與全部異氰酸酯反應(yīng)生成游離異氰酸基含量較高的半預(yù)聚物，然后再與剩余的多元醇和水，催化劑、表面活性劑或其它添加劑