泡沫塑料成型

《泡沫塑料成型》由会员分享，可在线阅读，更多相关《泡沫塑料成型（71页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院1第七章 泡沫塑料成型学习目的与要求：l1. 掌握泡沫塑料的发泡方法及原理l2. 理解各种泡沫塑料的生产方法及工艺过程 2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院2第一节第一节 概述概述一. 泡沫塑料及其特性l泡沫塑料是以合成树脂为基体，加入发泡剂及其它添加剂，经发泡作用形成的一种具有细孔梅绵状结构的物质。 2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院3l泡沫用原料：几乎所有热固性、热塑性塑料 常用PS、PU、PVC、PE、UF(超滤膜）、PF（Phenol Formaledlyde，酚醛树脂）、EP、有机硅、PVF(聚乙烯缩甲醛)和PMMAl优点

2、： 密度低；隔热性能好；吸声；减震性能好二. 泡沫塑料的类型1. 按软硬程度区分l硬质泡沫塑料：无柔韧性、压缩硬度大，应力达到一定值才变形、解除应力后不能恢复原状的泡沫塑料。l软质泡沫塑料：富有柔韧性、压缩硬度小、应力解除后能恢复原状、残余变形较少的泡沫塑料。2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院42. 按密度大小l低发泡塑料：为0.4g/cm3以上，气体/固体1.5l中发泡塑料：为0.10.4g/cm3，气体/固体1.59l高发泡塑料：为0.1g/cm3以下，气体/固体93. 按结构区分l开孔泡沫塑料：绝大多数泡孔互相连通的泡沫塑料；l闭孔泡沫塑料：绝大多数泡孔不相连通的泡沫塑料； l

3、任何泡沫塑料都不是完全开孔或完全闭孔的。闭孔可借机械施压或化学方法使其成为开孔的泡沫塑料。2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院5三、泡沫塑料的应用 l建筑、交通运输、轻工、日用品应用广泛类别软质泡沫塑料硬质泡沫塑料结构开孔型闭孔型开孔型闭孔型主要作用隔音材料日用服装品座垫材料过滤材料包装材料隔热材料绝缘材料浮料气垫室内装饰材料隔音材料过滤材料隔热材料绝缘材料结构材料浮料2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院6第二节第二节 泡沫塑料的发泡方法及原理泡沫塑料的发泡方法及原理l一、机械发泡法机械发泡法l 这种发泡方法（气体混入法）是采用强烈的机械搅拌使空气卷入树脂乳液、悬浮液或溶液中成

4、为均匀的泡沫体，然后再经过物理或化学变化使之胶凝，固化成为泡沫塑料。为缩短成型周期可通入空气和加入乳化剂或表面活性剂。其特点是无需特别加入发泡剂，但缺点是所需设备要求较高。通常应用于脲醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯溶液等泡沫塑料。主要用于：SPVC、UF等 2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院7l二、物理发泡法二、物理发泡法l 物理发泡法是利用物理原理实施发泡，包括以下四种方法。l（1）惰性气体发泡法l 这种发泡方法是在加压下把惰性气体压入熔融聚合物或糊状物料中，然后减压升温，使溶解的气体膨胀而发泡。其特点是气体发泡后不会留下残渣，不影响泡沫塑料的性能和使用。但缺点是需要较高

5、的压力和比较复杂的高压设备。通常应用于聚氯乙烯、聚乙烯等泡沫塑料。2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院8（2）低沸点液体发泡体l 这种发泡方法是利用低沸点液体蒸发汽化而发泡，把低沸点液体压入聚合物中或在一定压力、温度下，使液体溶入聚合物颗粒中，然后将聚合物加热软化，液体人也随之蒸发汽化而发泡，后一种方法又称为可发性珠粒法。通常应用于聚苯乙烯、交联聚乙烯等泡沫塑料。（3）溶出法l 先将颗粒细小的固体物质(如NaCl、淀粉等)混入聚合物中，后用溶剂或伴以化学方法，使其溶出而留下孔洞成为泡沫塑料。（4）中空微球法l 将微型(直径20m250m、壁厚23m)的空心玻璃球、空心陶瓷球、空心塑料微

6、球，埋入熔融聚合物或液态的热固性树脂中，而后使其冷却或交联而成为泡沫体。 2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院9l物理发泡法优点： 毒性低，操作时毒性较小；成本低，发泡剂价格便宜；发泡剂对物料性能影响不大，发泡无残留物。l物理发泡法缺点：设备投资较大。 2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院10l二、化学发泡法二、化学发泡法l 化学发泡法是在发泡过程中伴随着化学反应产生气体而发泡，包括以下两种类型。l（1）热分解型发泡剂发泡法l 这种发泡方法是加入热分解型发泡剂受热分解产生气体而发泡。其特点是只需在配方中加入发泡剂就可以发泡，而无需特殊设备。但缺点是有时成型温度和发泡剂分解温度不

7、易匹配，会造成发泡过程不易控制。常应用于聚氯乙烯。聚乙烯等泡沫塑料。2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院11l化学发泡剂释放出气体：CO2、N2、NH3 对发泡剂的要求:l分解温度较狭窄而固定；l分解速度能控制；分解时不应大量放热；l气体没有腐蚀性；l发泡剂均匀分布在原料中；l分解残余物无毒，对熔融、硬化无影响；l残余物不应有不愉快气味和颜色等； l价格便宜。2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院12发泡剂种类 无机发泡剂无机发泡剂：l主要：碱金属的碳酸盐和碳酸氢盐，如(NH4)2CO3、NaHCO3等；l价廉、不影响塑料的耐热性；l分解气体速度受压力限制；l发泡剂与塑料不混溶；

8、l难于均匀分布在物料中。 有机发泡剂有机发泡剂：l主要：加热后放出N2的一些物质，品种多l气体无毒、无臭、分散性好，对大多数聚合物的渗透性比O2、CO2和NH3都小；l大多数有机发泡剂为易燃、易爆的物质。2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院13l（2）聚合物组分间相互作用产生气体的发泡法l 这种发泡方法是利用发泡体系中的两个或多个组分之间发生的化学反应，生成惰性气体（如二氧化碳或氮气）致使聚合物膨胀而发泡。发泡过程中为控制聚合反应和发泡反应平衡进行，为保证制品有较好的质量，一般加入少量催化剂和泡沫稳定剂（或表面活性剂）。其特点是无需特别加入发泡剂，但缺点是反应过程复杂。通常应用于聚氨酯

9、等泡沫塑料。2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院14四、泡沫塑料发泡原理以气发泡沫塑料为例l气发泡沫塑料：使气体溶解在液态聚合物中，形成饱和溶液，当温度升高或压力降低时就会放出气体而形成泡沫。l气发泡沫塑料的形成： 把气体溶解在液态聚合物中形成饱和溶液，然后通过成核作用产生泡沫。或发泡剂预先溶解在液态聚合物中，当温度升高或压力降低时就会放出气体而形成泡沫。 2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院15l气发泡沫塑料成型的三个阶段：泡沫形成，泡沫增长，气发泡沫塑料成型的三个阶段：泡沫形成，泡沫增长，泡沫稳定泡沫稳定1. 泡沫的形成泡沫的形成l气体在熔体中形成气气体在熔体中形成气液混合

10、体系液混合体系(溶液溶液)。l当气体在溶液中达到饱和限度当气体在溶液中达到饱和限度(甚至大于饱和甚至大于饱和)后，气后，气体则从溶液中逸出而形成气泡。体则从溶液中逸出而形成气泡。l这种微细气泡的生成过程这种微细气泡的生成过程(正像结晶过程中产生晶核正像结晶过程中产生晶核一样一样)称为成核作用。称为成核作用。2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院162. 泡沫的增长l增长因素： 溶解气体的增加、温度的升高；气体的膨胀和气泡的合并。l阻碍因素： 表面张力、熔体黏度。l降低表面张力、熔体黏度有利增长，但温度过高，a太低、泡壁薄，泡孔易破裂、泡沫易塌。2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院

11、173. 泡沫的稳定l当泡沫增加至一定程度后，应使液相聚合物固化，才能得到多孔的泡沫塑料l稳定泡沫的方法：(1)加入表面活性剂；(2)提高体系中液相的黏度，增加泡壁强度、防止泡壁进一步减薄。2022-5-30韶关学院化学与环境工程学院18五、影响泡沫塑料性能的因素五、影响泡沫塑料性能的因素l1、加工因素 l 泡沫塑料性能受加工因素的影响，主要有设备、工艺过程的控制和加工人员的操作经验。泡沫塑料在加工过程中特别是在发泡膨胀过程中，受控制因素的影响，使生成的气泡变形，从圆形变化到椭圆形或细长型。这样泡壁沿膨胀方向拉长，致使泡沫塑料出现各向异性。结果沿拉力方向的力学性能增大（纵向强度增大），而垂直于