第八章 泡沫塑料加工工艺

化学工业出版社第八章泡沫塑料成型工艺化学工业出版社发泡产品简介化学工业出版社发泡产品简介化学工业出版社发泡产品简介化学工业出版社发泡产品简介化学工业出版社第一节气泡形成原理和发泡方法一、概述1.特点质轻、比强度高、导热系数低、吸湿性低（闭孔型）、回弹性好、绝热、隔音等优点2.用途消音、隔热、防冻、保温、缓冲、防震3.分类①开孔与闭孔②软质与硬质③低发泡、中发泡与高发泡化学工业出版社第一节气泡形成原理和发泡方法一、概述4.材料PU、PS、PE、PVCUF、PF、EP有机硅化学工业出版社第一节气泡形成原理和发泡方法二、泡沫塑料气泡形成原理1.气泡核的形成汽泡核溶液由饱和状态进入超饱和状态时，气体就从溶液中逸出形成小气泡成为气泡核①均相成核：气泡核和泡体是同一种物质②异相成核：体系中有其它物质起到气泡核的作用，称为异相成核。均相成核与异相成核的区别：异相成核：成核在低气体浓度下发生，气泡细小而均匀。均相成核：形成粗大而不均匀的泡孔。化学工业出版社第一节气泡形成原理和发泡方法二、泡沫塑料气泡形成原理2.气泡核的增长①气体的受热膨胀以及气泡的合并，促使气泡不继地增长；②成核作用导致气泡数量的增加；影响因素：表面张力和粘度化学工业出版社第一节气泡形成原理和发泡方法二、泡沫塑料气泡形成原理3.气泡核的稳定其一，加入表面活性剂以利于形成微小的气泡从而减少气体的扩散作用来促使气泡的稳定；其二，提高聚合物的熔体黏度，防止气泡壁进一步减薄以稳定气泡。其三，通过对冷却或交联作用来提高聚合物的熔体黏度，以达到稳定气泡的目的。化学工业出版社第一节气泡形成原理和发泡方法三、泡沫塑料的发泡方法①物理发泡法②化学发泡法③机械发泡法化学工业出版社第一节气泡形成原理和发泡方法三、泡沫塑料的发泡方法①物理发泡法用低沸点液体蒸发汽化而形成气泡在加压条件下把惰性气体压入熔融塑料或糊塑料中，然后降低压力，升高温度，使溶解气体释放、膨胀而形成气泡在塑料中加入中空微球后固化而制成泡沫塑料。化学工业出版社第一节气泡形成原理和发泡方法三、泡沫塑料的发泡方法①物理发泡法发泡气体CO2N2发泡液体化学工业出版社发泡剂名称相对分子质量密度/g/cm3（25℃）沸点/℃蒸发热/J/g戊烷72.150.61630～38360异戊烷72.150.6139.5----已烷86.170.65865～70----异已烷86.170.65555～62----丙烷440.531-42.5----丁烷580.599-0.5----二氯甲烷84.941.32540----二氯四氟乙烷（F114）170.901.4403.6137三氯一氟甲烷（F11）137.381.47623.8182三氯三氟乙烷（F112）187.391.56547.6147二氯二氟甲烷（F12）120.901.311-29.8167化学工业出版社第一节气泡形成原理和发泡方法三、泡沫塑料的发泡方法③化学发泡法由混合原料中的某些组分的分解或两组分相互之间的化学作用产生气体而发泡发泡剂无机发泡剂：主要是碱金属的碳酸盐和碳酸氢盐类。例如：碳酸铵和碳酸氢钠等。有机发泡剂：主要是偶氮类、酰肼类或胺类的有机物。利用两组分之间的相互作用产生的气体进行发泡，如PU泡沫塑料化学工业出版社第一节气泡形成原理和发泡方法三、泡沫塑料的发泡方法③机械发泡法机械发泡法是采用强烈地机械搅拌，使空气卷入树脂乳液、悬浮液或溶液中成为均匀的泡沫体，然后再经过物理或化学变化，使之凝胶、固化而发泡。化学工业出版社第一节气泡形成原理和发泡方法四、发泡助剂1.成核剂加入成核剂以获得均匀的泡孔尺寸。如：滑石粉及超细活性碳酸钙等，它们可作为局部气泡核的起点。溶解的发泡气体可从溶液中逸出，并吸附在这种细微的颗粒上。气泡核形成的机理与结晶时晶核形成的机理相似，成核剂的用量在1%左右。2.交联剂用于某些塑料（如PE、PP）在发泡前能够交联的物质。3.助交联剂在PP的交联过程中必须加入助交联剂才能进行。4.发泡剂的活化剂在PVC塑料中各种稳定剂大多数是AC发泡剂的活化剂。化学工业出版社第二节物理发泡法一、EPS泡沫塑料的物理发泡1.EPS珠粒的制备方法①一步法：苯乙烯、引发剂和发泡剂一起加入反应釜中聚合而成。特点：泡孔均匀细小、制品弹性好、操作工序少、相对分子质量较低②一步半法：聚合一半加入发泡剂再继续聚合。特点：相对分子质量稍高③二步法：悬浮聚合制得PS珠粒，加温加压将低沸点液体物理发泡剂溶胀到PS珠粒中特点：相对分子质量高，颗粒度均匀化学工业出版社第二节物理发泡法一、EPS泡沫塑料的物理发泡2.预发泡①定义：加热使EPS珠粒膨胀到一定程度②方法：水蒸气、热水、热空气和红外线③原理：PS软化进入高弹态；发泡剂汽化④理论发泡倍数与实际发泡倍数由于加热蒸汽的渗入，理论发泡倍数约比实际发泡倍数小一倍左右化学工业出版社第二节物理发泡法一、EPS泡沫塑料的物理发泡3.熟化①定义：将预发泡的膨胀体在空气中放置一段时间，让空气渗入，以利于进一步加工②原理：利用空气的渗入填补水蒸汽及发泡剂冷凝后形成的空缺（让内外压平衡）③控制原则：让汽体冷凝，PS不脆化，渗入汽体量适当化学工业出版社第二节物理发泡法一、EPS泡沫塑料的物理发泡4.模压成型开启出气口通冷却水↓↓模具预热→加料→加热→冷却→脱模→烘干ABC化学工业出版社第二节物理发泡法二、连续式溶解气体发泡法成型SPVC泡沫塑料化学工业出版社第三节化学发泡法一、化学发泡剂的特性与选择1.分解温度2.分解速率3.反应热有机发泡剂分解时放热，无机发泡剂则相反4.发泡剂分解的促进和抑制有机发泡剂一般都有其促进剂和抑制剂5.发泡效率单位重量的发泡剂产生气体的体积化学工业出版社第三节化学发泡法二、工艺举例（SPVC泡沫鞋底）原材料的预处理→配制→捏合→塑炼→称量→剪片→模压发泡→热处理→停放→冲切→打眼→装攀→检验→包装化学工业出版社第三节化学发泡法三、聚氨酯泡沫塑料及其成型1.原料（1）二异氰酸酯类（2）多元醇（3）催化剂：胺类或有机锡（4）发泡剂：分为内、外发泡剂两种（5）表面活性剂（6）其它助剂：阻燃剂、防老剂等化学工业出版社第三节化学发泡法三、聚氨酯泡沫塑料及其成型2.成型方法①一步法：所有原料一次混合反应成型②二步法：先预聚，再加入各种助剂反应成型化学工业出版社聚氨酯高压发泡灌注机化学工业出版社聚氨酯高压发泡机