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发泡塑料和发泡工艺原理

消息来源: 发布时间:2019年07月25日 点击率:1414

1.什么是发泡塑料?
发泡塑料是以热塑性或热固性树脂为基体,其内部具有无数微小气孔的塑料。发泡是塑料加工的重要方法之一,塑料发泡得到的泡沫塑料含有气固两项——气体和固体。气体以泡孔的形式存在于泡沫体中,泡孔与泡孔互相隔绝的称为闭孔,连通的称为开孔,从而有闭孔泡沫塑料和开孔泡沫塑料之分。泡沫结构的开孔或闭孔是由原材料性能及其加工工艺所决定的。


2.塑料发泡的历史

塑料发泡的技术渊源久远:最早是20世纪20年代初期的泡沫胶木,用类似制造泡沫橡胶的方法制取;30年代出现硬质聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫;40年代有聚乙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、酚醛泡沫;50年代则有可发性聚苯乙烯泡沫和软质聚氨酯泡沫。现在,基本上所有的塑料,包括热塑性和热固性的都可以发泡为泡沫塑料。


工业上的制备方法有:挤出发泡、注塑发泡、模塑发泡、压延发泡、粉末发泡和喷涂发泡等。


3.发泡剂

发泡剂可简单粗分为物理发泡剂与化学发泡剂两类。


(1)物理发泡剂
对物理发泡剂的要求是 :无毒、无臭、无腐蚀作用、不燃烧、热稳定性好、气态下不发生化学反应、气态时在塑料熔体中的扩散速度低于在空气中的扩散速度。


常用的物理发泡剂有氮气、二氧化碳、碳氢化合物、氟利昂等 。


(2)化学发泡剂
化学发泡剂是一种受热能释放出气体诸如氮气、二氧化碳等的物质,对化学发泡剂的要求是 :其分解释放出的气体应为无毒、无腐蚀性、不燃烧、对制品的成型及物理、化学性能无影响,释放气体的速度应能控制,发泡剂在塑料中应具有良好的分散性。


化学发泡剂分为无机发泡剂和有机发泡剂,应用比较广泛的有无机发泡剂如碳酸氢钠和碳酸铵,有机发泡剂如偶氮甲酰胺和偶氮二异丁腈。


4.发泡工艺原理

(1)物理发泡法
简单地讲,就是利用物理的方法来使塑料发泡,一般有三种方法:


a.先将惰性气体在压力下溶于塑料熔体或糊状物中,再经过减压释放出气体,从而在塑料中形成气孔而发泡;


b.通过对溶入聚合物熔体中的低沸点液体进行蒸发使之汽化而发泡;


c.在塑料中添加空心微球而形成发泡体等。


物理发泡法所用的物理发泡剂成本相对较低,尤其是二氧化碳和氮气的成本低,又能阻燃、无污染,因此应用价值较高;而且物理发泡剂发泡后无残余物,对发泡塑料性能的影响不大。但是它需要专用的注塑机以及辅助设备,技术难度很大。


(2)化学发泡法
化学发泡法是利用化学方法产生气体来使塑料发泡:对加入塑料中的化学发泡剂进行加热使之分解释放出气体而发泡;另外也可以利用各塑料组分之间相互发生化学反应释放出的气体而发泡。


采用化学发泡剂进行发泡塑料注塑的工艺基本上与一般的注塑工艺相同。塑料的加热升温、混合、塑化及大部分的发泡膨胀都是在注塑机中完成的。


总之,不论选取哪一种塑料原料,也不论采用哪一种发泡方法,其发泡过程一般都要经过形成气泡核,气泡核膨胀,泡体固化定型等阶段。


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