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1、第九章 泡沫塑料的成型,主讲：,泡沫塑料成型简介,泡沫塑料是整体内含有无数微孔的塑料，它是以塑料构成连续相并以气体作为分散相的两相体系。采用不同的树脂和发泡方法，可制得性能各异的泡沫塑料。泡沫塑料由于气相的存在，因而具有密度低、隔热保温、吸音、防震等优点。大部分热塑性和热固性塑料都能制成泡沫塑料。目前工业广泛应用的是聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯等做基材的热塑性树脂泡沫塑料，热固性树脂泡沫塑料亦有一定产量，但柔软性差，主要用作要求强度较高和阻燃性好的泡沫塑料制品。,泡沫塑料有多种分类方法。泡沫塑料按其密度可分为：低发泡、中发泡和高发泡的泡沫塑料。密度小于0.1gcm3的称为高发泡泡沫塑料，密度在0.
2、l0.4g/cm3之间称为中发泡泡沫塑料，密度大于0.4g/cm3的称为低发泡泡沫塑料。泡沫塑料按其结构不同又可分为开孔型泡沫塑料和闭孔型泡沫塑料。泡沫塑料内各个气孔是相互连通的称为开孔型泡沫塑料同，如果泡沫是互相分隔的，则称为闭孔型泡沫塑料。,沫塑料按其硬度不同又可分为软质泡沫塑料、半硬质泡沫塑料和硬质泡沫塑料。如按弹性模量为标准，在23和5相对湿度时，弹性模量高于686MPa称为硬质泡沫塑料，弹性模量在68.6686MPa之间称为半硬质泡沫塑料。弹性模量小于68.6MPa的称为软质泡沫塑料。此外，还有结构泡沫塑料和组合性泡沫塑料之称，前者具有不发泡或少发泡的皮层和发泡的芯层，后者则是把微小
3、的中空玻璃、陶瓷微球加入已含固化剂的树脂中，然后固化成型制得。,9.1 发泡方法和发泡原理,泡沫塑料的品种很多，常用的发泡方法有物理发泡法、化学发泡法和机械发泡法等。 (一)物理发泡法 是指利用物理原理发泡的方法，包括以下三种： 在加压下把惰性气体压入熔融聚合物或糊状复合物中，然后降低压力，升高温度，使溶解的气体释放膨胀而发泡。目前聚氯乙烤和聚乙烯泡沫塑科等有用这种方法生产的。优点是气体在发泡后不会留下残渣，不影响泡沫塑料的性能和使用。缺点是需要高的压力和比较复杂的高压设备。,利用低沸点液体蒸发气化而发泡。把低沸点液体压入聚合物中或在一定的压力、温度下，使液体溶入聚合物颗粒中，然后将聚合物加热
4、软化，液体也随之蒸发气化而发泡，此法又称为可发性珠粒法。目前采用该法生产的有聚苯乙烯泡沫塑料和交联聚乙烯泡沫塑料。作发泡剂用的低沸点液体有：脂肪族烃类(丁烷、戊烷等)。含氯脂肪族烃类(如二氯甲烷)和含氟脂肪族烃类(如F11，F12，F114等)。此外，脂环烃类、芳香烃类、醇类、醚类、酮类和醛类等也可使用。常用低沸点液体发泡剂的。,在塑料中加入中空微球后经固化而制成泡沫塑料。此种泡沫塑料称为组合泡沫塑料 。 （二）化学发泡法 发泡气体是由混合原料中的某些组分在成型过程中发生的化学作用而产生的。包括以下两种。 （)发泡气体是由加入的热分解型发泡剂受热分解而产生的，这种发泡剂称为化学发泡剂。常见的有
5、碳酸氯钠、碳酸铵、偶氮二甲酰胺(俗称A发泡刑)、偶组二异丁腊和N，N二甲基N，N二亚硝基对苯二甲酰胺等。化学发泡剂的分解温度和发气量，决,定其在某一塑料中的应用。理想的分解型发泡剂应具有以下性能： 发泡剂分解温度范围应比较狭窄稳定； 释放气体的速率必须能控制并且应合理地快速 放出的气体应无毒、无腐蚀性和具有难燃性 发泡剂分解时不应大量放热 发泡剂在树脂中具有良好的分散性 价廉，在运输和贮藏中稳定 发泡剂及其分解残余物应无色、对发泡聚合物的物理和化学性能无影响,发泡剂分解时的发气量应较大。 （）发泡组分间相互作用产生气体的化学发泡法。此法是利用发泡体系中的两个或多个组分之间发生化学反应，生成惰性
6、气体(如二氧化碳或氮气)而使聚合物膨胀发泡。发泡过程中为控制聚合反应和发泡反应平衡进行，保证制品有较好的质量，尚需加入少量催化剂和泡沫稳定列(或称表面活性剂)。聚氨酯泡沫塑料常用此法生产。,(三)机械发泡法 此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胶凝，固化成为泡沫塑科。为缩短时间可通入空气和加入乳化剂或表面活性剂。常用该法生产的有聚甲醒、聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯、聚氯乙烯溶胶等泡沫塑料。,9.2 聚苯乙烯泡沫塑料,聚苯乙烯泡沫塑料的成型方法很多，主要有模压法、可发性珠粒法和挤出发泡法。模压法是采用乳液法聚苯乙烯和热分解型发泡刑
7、制得，是早期使用的方法，现在用的很少。目前大且使用的是可发性珠粒法和挤出发泡法。,9.3 聚氯乙烯泡沫塑料,聚氯乙烯泡沫塑料按其配方和成型方法不同可制成为软质和硬质两种。软质泡沫塑料在配制时加入较多的增塑剂，成型后具有一定的柔软性。而硬质聚氯乙烯泡沫塑料在配制时加入溶剂将树脂溶解，成型过程中溶剂受热挥发而成为质地坚硬的泡沫制品。,9.4 聚氨酯泡沫塑料,聚氨酯泡沫塑料是以多元异氰酸酯和多元醇为主要原料，加入催化剂、发泡剂和表面活性剂等，在充分混合下反应形成的轻质发泡材料。发泡气体有时也可以是由异氰酸酯和水反应生成的二氧化碳。聚氨酯泡沫塑料具有整体密度小，比强度高，导热系数低以及耐油、耐寒、防震和隔音性能好等优点，并且加工简单，容易制得。在日常生活和国民经济各部门中得到广泛应用，其产量在各种泡沫期料中名列前茅。,聚氢酯泡沫照料按其生产原料不同可分为聚醚型和聚酯型；按制品的性能不同又可分为软质、半硬质和硬质泡沫塑料；按生产方法还可分为一步法和两步法(包括预聚法和半预聚法)。两步法是早期使用的生产方法，其中预聚法目前使用较少，广泛使用的是步法和半预聚法。,谢 谢 ！,
