1、5.5 泡沫塑料成型,泡沫塑料是以塑料為基本組分而內部具有無數微小氣孔結構的復合材料。 主要品種：聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、脲醛等 特點 ： 質輕，比強度高 防止空氣對流，保溫、隔熱性能好 吸音性能好,5.5 泡沫塑料成型,分類： 開孔 硬質 閉孔 半硬質 軟質 低發(fā)泡 5,5.5.1 塑料發(fā)泡方法及其特點,5.5.1.1 物理發(fā)泡法 優(yōu)點： 操作中毒性較?。ǔ齻€別外） 用作發(fā)泡劑的原料成本較低 發(fā)泡后沒有發(fā)泡劑留下的殘渣 缺點：設備投資大。,5.5.1.1 物理發(fā)泡法,指應用物理原理實施發(fā)泡。包括有： 使惰性氣體在加壓下溶于熔融聚合物或糊狀復 合物中，然后減壓放出溶解氣體而發(fā)泡； 利用低沸

2、點液體氣化使聚合物發(fā)泡； 溶解掉聚合物中可溶組分而成微孔塑料（通稱溶解泡沫塑料）； 在熔融聚合物中加入中空微球，再經固化而成泡沫塑料（通稱組合泡沫塑料）。,5.5.1.2 化學發(fā)泡法,發(fā)泡氣體是由混合原料中的某些組分，在成型過程中發(fā)生的化學作用而產生的。 （1）化學發(fā)泡劑發(fā)泡法 發(fā)泡氣體是由特意加入的熱分解物質（碳酸氫鈉、碳酸銨） （2）發(fā)泡組分間相互作用析出氣體發(fā)泡法 發(fā)泡氣體是由聚合物的組分相互作用所產生的副產物，或這類組分與其它物質作用的生成物。 eg:PU泡沫塑料由異氰酸酯與聚酯的羥基或水反應所析出的CO2,5.5.1.3 機械發(fā)泡法,用強烈的機械攪拌將空氣卷入樹脂的乳液、懸浮液或溶液

3、中使其成為均勻的泡沫物，而后再經過物理或化學變化使其穩(wěn)定成為泡沫塑料。 常用樹脂:脲甲醛、聚乙烯醇縮甲醛、PVC溶膠,5.5.2 泡沫塑料成型過程及原理,5.5.2.1 泡沫塑料成型過程,一步法生產PU泡沫塑料示意圖,二步法生產PU泡沫塑料示意圖 1 預聚體貯槽 2計量泵 3三通閥 4混合器 5壓力調整器 6原料貯槽 7回流管線 8混合物料出口,5.5.2.2泡沫塑料成型原理,泡沫理論: （1）泡核形成（加成核劑，表活劑） （2）泡孔增長（氣泡內壓 ，泡沫體積 ） （3）影響泡孔結構的因素 泡沫的穩(wěn)定 發(fā)泡劑類型 泡體冷卻速度,形成泡沫物首要條件： 液、氣界面張力較小 泡沫物是熱力學的不穩(wěn)定體

4、。要求持續(xù)時間必須大于 泡沫物中樹脂成為固體所需的時間。,發(fā)泡劑的選擇,分類 ： 物理發(fā)泡劑空氣、惰性氣體(N2、CO2)與低沸 點液體（一氟三氯甲烷、正戊烷） 化學發(fā)泡劑受熱放出氣體(N2、CO2、NH3)物質 化學發(fā)泡劑 無機 堿金屬的碳酸鹽、碳酸氫鹽 有機 -N=N- ， =N-NO- ，偶氮甲酰 胺，苯基磺酰胺,理想發(fā)泡劑的性能,分解溫區(qū)范圍狹窄穩(wěn)定； 釋放氣體速率易控，且不受壓力影響； 放出氣體無毒，無腐蝕性，無燃燒性； 分解時放熱不大； 在材脂中有良好的分散性； 價廉，貯藏和運輸中穩(wěn)定； 分解殘余物, 無色、無味、無毒，對塑料物化性能無影響。,發(fā)泡劑的特征與選擇,分解溫度 分解溫度

5、要與塑料的熔融溫度接近； 在一狹窄的溫度范圍內迅速分解，均勻放氣； 分解作用在較短的時間全部完成。 分解速率與反應熱 無機發(fā)泡劑分解慢，吸熱； 有機發(fā)泡劑分解快，放熱吸熱，總仍為放熱。 抑制和促進發(fā)泡劑分解 加助劑，調節(jié)發(fā)氣量，T， 發(fā)泡效率 無機有機 發(fā)泡劑的并用,5.5.3 泡沫塑料成型設備和選用,順轉，鼓泡 逆轉，出料,機械發(fā)泡,物理發(fā)泡,連續(xù)蒸汽預發(fā)泡,真空預發(fā)泡機,(1)PS泡沫塑料(以溶解液體為發(fā)泡劑),液體發(fā)泡劑 高M的PS擠出機熔化熔化段 環(huán)形口模 擠出，膨脹，冷卻泡沫塑料 發(fā)泡液體與PS先制成易于流動的球狀半透明的可發(fā)性PS珠粒，再用珠狀物為原料，通過蒸汽箱模塑法，擠出法或注

6、射模塑法生產泡沫塑料制品。 發(fā)泡劑：正戊烷，石油醚,（1）PS泡沫塑料(以溶解液體為發(fā)泡劑),蒸汽箱模塑法（蒸汽加熱，冷卻定型） 在通蒸汽之前，預發(fā)泡顆粒內的氣壓與大氣平衡顆粒內含有40%左右的發(fā)泡劑，在短暫的加熱時間內（2060秒左右），顆粒內的空氣來不及一逸出即受熱膨脹，同時發(fā)泡劑氣化產生壓力，而滲入的水蒸汽也增加氣體壓力，顆粒內的總壓力促使泡沫膨脹，最后熔結形成與模具型腔相同的泡沫塑料制品，冷卻定型，得制品。,（2）聚氯乙烯泡沫塑料,溶解惰性氣體發(fā)泡的方法主要生產軟質PVC泡沫 塑料（氣體溶解在增塑劑中） 連續(xù)法： 泵入 2.02.5MPa PVC糊混合器 CO2 由噴嘴 向輸送帶 排出

7、 膠凝， 熔化冷卻，制品 高頻電加熱 150,5.5.3.3 化學發(fā)泡法設備,擠出發(fā)泡機頭結構示意圖,（l）使化學發(fā)泡劑在加熱時分解并釋放氣體而發(fā)泡 （2）利用原料組分間相互反應放出的氣體而發(fā)泡,設備簡單，對塑料品種無限制 如PVC泡沫塑料的生產,PU化學發(fā)泡法混合系統,(1)聚氯乙烯泡沫塑料的生產,軟質：PVC樹脂中加發(fā)泡劑，增塑劑，穩(wěn)定劑以及其它助劑。增塑劑使泡沫體具有柔軟性。 可采用壓制、擠出、注射、壓延等成型 硬質：用溶劑代替增塑劑使各組分混勻，加熱成型時溶劑揮發(fā)逸出。 硬PVC主要用于絕緣、保溫、隔音、防震、包裝等材料以及水上漂浮和救生材料。 可采用模壓成型方法,(1)聚氯乙烯泡沫塑

8、料的生產,擠出法： （1）在發(fā)泡劑分解溫度，將原料和發(fā)泡劑在擠出 升溫，發(fā)泡 機中塑化、擠出 中間產品 制品 料筒內發(fā)泡 冷卻 （2）低溫發(fā)泡劑的原料 擠出 制品 21,（2）聚氨酯泡沫塑料的生產,原料用量比,原料用量比 水的當量數+聚酯或聚醚的當量數=NCO當量數 實際異氰酸酯過量，1.051.0 水為發(fā)泡劑，可加入CFCl3、CHCl3作輔助發(fā)泡劑 泡沫密度隨發(fā)泡劑（水）的增加而降低 溫度 攪拌速率和時間 熟化,（2）聚氨酯泡沫塑料的生產,噴涂發(fā)泡成型 把硬質聚氨酯泡沫塑料的原料直接噴射到物體的表面，并在該面上發(fā)泡的成型方法。 優(yōu)點： 不需要模具 形狀簡單或復雜的表面都可以噴涂 勞動生產率高 所得泡沫塑料制品無接縫，絕