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泡沫塑料的发泡原理
  • 发布时间:2020-03-03
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无论采用什么方法发泡,其基本过程都是:

①在液态或熔态塑料中引入气体,产生微孔;

②使微孔增长到一定体积;

③通过物理或化学方法固定微孔结构。

按照引入气体的方式,发泡方法有机械 法、物理法和化学法。

机械法:借助强烈搅拌,把大量空气或其他气体引入液 态塑料中。工业上主要用此法生产脲醛泡沫塑料,可用作隔热保温材料或影剧中布景材料(如人造雪花)。

物理法:常将低沸点烃类或卤代烃类溶入塑料中,受热时塑料软化,同时溶入的液 体挥发膨胀发泡。如聚苯乙烯泡沫塑料,可在苯乙烯悬浮聚合时,先把戊烷溶入单体中,或在加热加压下把已聚合成珠 状的聚苯乙烯树脂用戊烷处理,制得所谓可发泡性聚苯乙烯珠粒。将此珠粒在热水或蒸汽中预发泡,再置于模具中通入 蒸汽,使预发泡颗粒二次膨胀并互相熔结,冷却后即得到与模具型腔形状相同的制品。它们广泛用作保温和包 装中防震材料。也可采用挤出成型法,此时,既可使用可发泡珠粒,将其一次发泡挤出成片材;也可使用普通聚苯乙烯 粒料,在挤出机适当部位加入卤代烃,使之与塑料熔体混合均匀,当物料离开机头时即膨胀发泡。挤出法常用于制片材 或板材,片材经真空吸塑成型可制成食品包装盒和托盘等。聚乙烯也可用类似方法制得挤出发泡制品。引入气体的物理 方法还有溶出法、中空微球法等。溶出法是将可溶性物质如食盐、淀粉等和树脂混合,成型为制品后,再将制品放在水 中反复处理,把可溶性物质溶出,即得到开孔型泡沫制品,多用作过滤材料。中空微球法是将熔化温度很高的空心玻璃 微珠与塑料熔体相混,在玻璃微珠不致破碎的成型条件下,可制得特殊的闭孔型泡沫塑料。

化学法:可分为两类:① 采用化学发泡剂,它们在受热时分解放出气体。常用的化学发泡剂 ,如偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、N,N′-二亚硝基五亚甲基四胺、碳酸氢钠等。许多热塑性塑料均可用此法作 成泡沫塑料。例如聚氯乙烯泡沫鞋,就是把树脂、增塑剂、发泡剂和其他添加剂制成的配合料,放入注射成型机中,发 泡剂在机筒中分解,物料在模具中发泡而成。泡沫人造革则是将发泡剂混入聚氯乙烯糊中,涂刮或压延在织物上,连续 通过隧道式加热炉,物料塑化熔融、发泡剂分解发泡、经冷却和表面整饰,即得泡沫人造革。硬质聚氯乙烯低发泡板材 、管材或异型材则用挤出法成型,发泡剂在机筒中分解,物料离开机头时,压力降到常压,溶入气体即膨胀发泡,如果 发泡过程与冷却定型过程配合得当,就可得到结构泡沫制品。② 利用聚合过程中的副产气体,典型例子是聚氨酯泡沫塑 料,当异氰酸酯和聚酯或聚醚进行缩聚反应时,部分异氰酸酯会与水、羟基或羧基反应生成二氧化碳。只要气体放出速 度和缩聚反应速度调节得当,即可制是泡孔十分均匀的高发泡制品。聚氨酯泡沫塑料有两种类型,软质开孔型形似海绵 ,广泛用作各种座椅、沙发的座垫以及吸音、过滤材料等;硬质闭孔型则是理想的保温、绝缘、减震和漂浮材料。


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