知識點十二發(fā)泡成型詳解演示文稿

知識點十二發(fā)泡成型詳解演示文稿當前1頁，總共32頁。優(yōu)選知識點十二發(fā)泡成型當前2頁，總共32頁?！?概述泡沫塑料是整體內含有無數(shù)微孔的塑料，它是以塑料構成連續(xù)相并以氣體作為分散相的兩相體系。采用不同的樹脂和發(fā)泡方法，可制得性能各異的泡沫塑料。泡沫塑料由于氣相的存在，因而具有密度低、隔熱保溫、吸音、防震等優(yōu)點。大部分熱塑性和熱固性塑料都能制成泡沫塑料。目前工業(yè)廣泛應用的是聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯等做基材的熱塑性樹脂泡沫塑料，熱固性樹脂泡沫塑料亦有一定產量，但柔軟性差，主要用作要求強度較高和阻燃性好的泡沫塑料制品。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前3頁，總共32頁。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前4頁，總共32頁。一、泡沫塑料的分類1、按泡孔結構分開孔泡沫塑料(opencell)：泡孔之間相互連通，相互通氣，氣體和聚合物互為連續(xù)相閉孔泡沫塑料(closedcell):泡孔孤立存在，相互不連通，氣泡完整無破碎2、按硬度分

軟質泡沫塑料：彈性模量E<70MPa

硬質泡沫塑料:E>700MPa

半硬質泡沫塑料:70MPa<E<700MPa高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前5頁，總共32頁。3、按制品密度分

低發(fā)泡泡沫塑料：密度小于0.1g／cm3

氣體／固體發(fā)泡倍率<1.5

中發(fā)泡泡沫塑料：密度在0.l～0.4g/cm3之間 氣體／固體發(fā)泡倍率

高發(fā)泡泡沫塑料：密度大于0.4g/cm3

氣體／固體發(fā)泡倍率>9.0此外，還有結構泡沫塑料和組合性泡沫塑料之稱，前者具有不發(fā)泡或少發(fā)泡的皮層和發(fā)泡的芯層，后者則是把微小的中空玻璃、陶瓷微球加入已含固化劑的樹脂中，然后固化成型制得。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前6頁，總共32頁。二、泡沫塑料的結構與特性泡沫塑料是以合成樹脂為基體，加入發(fā)泡劑及其它添加劑，經(jīng)發(fā)泡作用形成的一種具有細孔梅綿狀結構的物質。一般氣泡的直徑在50－500μm之間，氣泡膜厚度在l－10μm之間，在lcm3泡沫塑料中有800－8000萬個氣泡。

高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前7頁，總共32頁。二、泡沫塑料的結構與特性泡沫塑料因其密度和結構的不同，性能也有所差異，從包裝的角度來看，泡沫塑料一般具有以下特性：1、密度很小，一般在0.02－o.2g/cm3之間，因此重量很輕，原料消耗少，既減少包裝重量，降低運輸費用，成本也不高。2、具有極好的沖擊吸收性能，防震效果極好，能有效地保護被包裝物品。3、機械性能好，有較好的抗壓強度和回彈性能，特別是它可根據(jù)被包裝物品的重量等要求來選擇性能不同的泡沫塑料。4、化學穩(wěn)定性好，對酸、堿，鹽等化學藥品均有較強的抗力，自身pH值處于中性，不會腐蝕包裝物品。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前8頁，總共32頁。二、泡沫塑料的結構與特性5、加工性能優(yōu)良，既可以制成不同密度的軟質和硬質泡沫塑料，又可以按包裝物品的外形、尺寸模壓成各種包裝容器，還可以把泡沫板（塊）材用多種粘合劑粘接，制成各種緩沖結構材料。6、有很好的耐水性和很低的吸濕性，即使在較濕的情況下也不會出現(xiàn)變形和毀體，影響其吸收外力的能力。7、對溫度的變化有相當好的穩(wěn)定性，完全可以滿足一般正常包裝的要求.8、由于泡沫塑料中含有大量微小氣泡，故絕熱性能優(yōu)良，可作絕熱材料，也可用于絕熱包裝。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前9頁，總共32頁。1、發(fā)泡劑Foamblowingagent用作微孔泡沫塑料生產的發(fā)泡劑，一般可分成物理型和化學型兩類，這是按氣體的產生是物理過程(即揮發(fā)或升華)，還是化學過程(即化學結構的破壞或其它化學反應)來劃分：

物理發(fā)泡劑：物理發(fā)泡劑一般是能溶于于聚合物母體的低沸點液體或氣體。當增加體系的溫度和(或)降低體系的壓力時，使物理發(fā)泡劑沸騰，從而發(fā)揮它們的發(fā)泡作用。聚合物系統(tǒng)的化學性質和變形特性決定了可以采用的物理發(fā)抱劑的類型。

化學發(fā)泡劑：在熱固性材料中，化學發(fā)泡作用常常通過鏈增長和交聯(lián)反應形成揮發(fā)性副產物而實現(xiàn)，如在聚氨酯、酚醛塑料和氨基塑料中。相反，對于熱塑性塑料，化學發(fā)泡是借助于相容的或很細的分散的化學物質，在高于聚合物配料溫度，但又在加工溫度范圍內的相當窄的溫度范圍內，按所要求的速率分解而完成的。三、發(fā)泡方法和發(fā)泡原理高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前10頁，總共32頁。理想的分解型發(fā)泡劑應具有以下性能： ①發(fā)泡劑分解溫度范圍應比較狹窄穩(wěn)定；

②釋放氣體的速率必須能控制并且應合理地快速

③放出的氣體應無毒、無腐蝕性和具有難燃性

④發(fā)泡劑分解時不應大量放熱

⑤發(fā)泡劑在樹脂中具有良好的分散性

⑥價廉，在運輸和貯藏中穩(wěn)定

⑦發(fā)泡劑及其分解殘余物應無色、對發(fā)泡聚合物的物理和化學性能無影響

⑧發(fā)泡劑分解時的發(fā)氣量應較大。三、發(fā)泡方法和發(fā)泡原理高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前11頁，總共32頁。2、發(fā)泡方法

(一)物理發(fā)泡法

是指利用物理原理發(fā)泡的方法，包括以下三種：

①在加壓下把惰性氣體壓入熔融聚合物或糊狀復合物中，然后降低壓力，升高溫度，使溶解的氣體釋放膨脹而發(fā)泡。目前聚氯乙烤和聚乙烯泡沫塑科等有用這種方法生產的。優(yōu)點是氣體在發(fā)泡后不會留下殘渣，不影響泡沫塑料的性能和使用。缺點是需要高的壓力和比較復雜的高壓設備。

②利用低沸點液體蒸發(fā)氣化而發(fā)泡。把低沸點液體壓入聚合物中或在一定的壓力、溫度下，使液體溶入聚合物顆粒中，然后將聚合物加熱軟化，液體也隨之蒸發(fā)氣化而發(fā)泡，此法又稱為可發(fā)性珠粒法。目前采用該法生產的有聚苯乙烯泡沫塑料和交聯(lián)聚乙烯泡沫塑料。作發(fā)泡劑用的低沸點液體有：脂肪族烴類(丁烷、戊烷等)。含氯脂肪族烴類(如二氯甲烷)和含氟脂肪族烴類(如F—11，F(xiàn)—12，F(xiàn)—114等)。此外，脂環(huán)烴類、芳香烴類、醇類、醚類、酮類和醛類等也可使用。三、發(fā)泡方法和發(fā)泡原理高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前12頁，總共32頁。2、發(fā)泡方法

(一)物理發(fā)泡法

③引入氣體的物理方法還有溶出法、中空微球法等。溶出法是將可溶性物質如食鹽、淀粉等和樹脂混合，成型為制品后，再將制品放在水中反復處理，把可溶性物質溶出，即得到開孔型泡沫制品，多用作過濾材料。中空微球法是將熔化溫度很高的空心玻璃微珠與塑料熔體相混，在玻璃微珠不致破碎的成型條件下，可制得特殊的閉孔型泡沫塑料。三、發(fā)泡方法和發(fā)泡原理高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前13頁，總共32頁。（二）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。包括以下兩種。（１)發(fā)泡氣體是由加入的熱分解型發(fā)泡劑受熱分解而產生的，這種發(fā)泡劑稱為化學發(fā)泡劑。常見的有碳酸氯鈉、碳酸銨、偶氮二甲酰胺(俗稱AＣ發(fā)泡刑)、偶組二異丁臘和N，N—二甲基N，N－二亞硝基對苯二甲酰胺等?；瘜W發(fā)泡劑的分解溫度和發(fā)氣量，決定其在某一塑料中的應用。（２）發(fā)泡組分間相互作用產生氣體的化學發(fā)泡法。此法是利用發(fā)泡體系中的兩個或多個組分之間發(fā)生化學反應，生成惰性氣體(如二氧化碳或氮氣)而使聚合物膨脹發(fā)泡。發(fā)泡過程中為控制聚合反應和發(fā)泡反應平衡進行，保證制品有較好的質量，尚需加入少量催化劑和泡沫穩(wěn)定列(或稱表面活性劑)。聚氨酯泡沫塑料常用此法生產。

三、發(fā)泡方法和發(fā)泡原理高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前14頁，總共32頁。

(三)機械發(fā)泡法此法是采用強烈地機械攪拌使空氣卷入樹脂乳液、懸浮液或溶液中成為均勻的泡沫體，然后再經(jīng)過物理或化學變化使之膠凝，固化成為泡沫塑科。為縮短時間可通入空氣和加入乳化劑或表面活性劑。常用該法生產的有脲醛樹脂、聚乙烯醇縮甲醛、聚醋酸乙烯、聚氯乙烯溶膠等泡沫塑料。三、發(fā)泡方法和發(fā)泡原理高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前15頁，總共32頁。3、發(fā)泡原理（1）泡沫的形成：氣體在溶液中過飽和逸出成核。加入成核劑有利于提高泡沫生成速度，提高泡孔細度。如PU發(fā)泡通入少量空氣泡，PE發(fā)泡加入少量填料。（2）泡孔增長：增加溶解氣體量和升高溫度使氣體膨脹，有利于促進泡沫生長。（3）泡沫的穩(wěn)定：穩(wěn)定有兩個途徑，一是加入表面活性劑降低界面張力，二是提高樹脂黏度，如冷卻和交聯(lián)。三、發(fā)泡方法和發(fā)泡原理高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前16頁，總共32頁。§2物理發(fā)泡本節(jié)主要以PS為主進行介紹聚苯乙烯泡沫塑料的成型方法很多，主要有模壓法、可發(fā)性珠粒法和擠出發(fā)泡法。模壓法是采用乳液法聚苯乙烯和熱分解型發(fā)泡劑制得，是早期使用的方法，現(xiàn)在用的很少。目前大且使用的是可發(fā)性珠粒法和擠出發(fā)泡法。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前17頁，總共32頁。聚苯乙烯泡沫塑料聚苯乙烯泡沫塑料夾芯板

聚苯乙烯泡沫塑料夾芯板是以上下兩層彩色鋼板為表層，阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料為芯層，用粘合劑壓制而成的一種新型復合建筑板材，廣泛應用于建筑物的墻體、屋面、裝飾及組合冷庫等。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前18頁，總共32頁。聚苯乙烯泡沫塑料鋼絲網(wǎng)架聚苯乙烯泡沫塑料夾芯板鋼絲網(wǎng)架聚苯乙烯泡沫塑料夾芯板是以阻燃型聚苯乙烯泡沫板為芯材，兩側配以2冷拔鋼絲網(wǎng)片，插絲斜向交叉焊接而成，可以替代磚墻，用于內外墻、樓板、陽臺、樓梯及屋面板，尤其適宜于框架結構的填充墻和樓房加層。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前19頁，總共32頁。聚苯乙烯泡沫塑料冷庫墻體保溫聚苯乙烯泡沫塑料具有閉孔結構，吸水性很小，耐低溫性好，耐溶凍性好，因此廣泛用于制冷設備和冷藏設備中，如冷凍機、冷風機、冷風管道、冷凍車間、冷藏車、冷藏庫、冷藏船艙等等。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前20頁，總共32頁。聚苯乙烯泡沫塑料包裝材料聚苯乙烯泡沫塑料具有重量輕、無毒，有一定彈性，可以模具成型，價格便宜的優(yōu)點，因此被廣泛用于各種精密儀器、儀表、貴重物品、水產品、水果等的包裝。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前21頁，總共32頁。聚苯乙烯泡沫塑料建筑物的外墻保溫建筑物外墻保溫，由阻燃聚苯乙烯泡沫板材，膠粘劑及罩面材料組成，可以起到保溫節(jié)能作用。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前22頁，總共32頁。聚苯乙烯泡沫塑料裝璜造型聚苯乙烯泡沫塑料質輕、極易進行切割、雕刻、粘結制成各種復雜開頭的模型。廣泛用于展覽、商店的裝璜、造型材料、也可用來制作各種教學模型。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前23頁，總共32頁。聚苯乙烯泡沫塑料管道保溫聚苯乙烯泡沫塑料無毒、無腐蝕性、吸水性小、體輕、保溫、模具成型、搞酸堿腐蝕，可用于各種用途的管道保溫。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前24頁，總共32頁。聚苯乙烯泡沫塑料管道保溫聚苯乙烯泡沫塑料無毒、無腐蝕性、吸水性小、體輕、保溫、模具成型、搞酸堿腐蝕，可用于各種用途的管道保溫。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前25頁，總共32頁。擠出發(fā)泡法將粒狀PS樹脂送入擠出機中熔化,用高壓加料器將液體發(fā)泡劑(二氯甲烷或氯甲烷)注入擠出機的熔化段。樹脂與發(fā)泡劑經(jīng)擠出螺桿轉動而混合均勻,然后由口模擠出。發(fā)泡劑在減壓下汽化,致使擠出物發(fā)泡而膨脹,最后經(jīng)緩慢冷卻與切割,即獲得泡沫塑料產品如板、棒、管以及異型產品。此法缺點是需要設置昂貴的高壓加料設備,泡孔大小較難控制,制品僅限擠出型材,因此在工業(yè)上應用較少。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前26頁，總共32頁?！?化學發(fā)泡一、聚氯乙烯（PVC)泡沫塑料按其配方和成型方法不同可制成為軟質和硬質兩種。軟質泡沫塑料在配制時加入較多的增塑劑，成型后具有一定的柔軟性。而硬質聚氯乙烯泡沫塑料在配制時加入溶劑將樹脂溶解，成型過程中溶劑受熱揮發(fā)而成為質地堅硬的泡沫制品。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前27頁，總共32頁。PVC泡沫塑料聚氯乙烯注塑發(fā)泡涼鞋PVC發(fā)泡涼鞋，是以聚氯乙烯樹脂為主，加入適量的添加劑，經(jīng)捏合造粒、注塑成型制得。發(fā)泡涼鞋的特點是鞋底發(fā)泡，中間部位為松軟的泡沫層，大底表面為不發(fā)泡硬層，因而底部較全塑涼鞋柔軟而富有彈性。注塑發(fā)泡涼鞋的鞋幫雖不發(fā)泡，但鞋幫表面仍較粗糙，需采用特殊漆料進行噴涂，以美化裝飾鞋幫表面。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前28頁，總共32頁。PVC泡沫塑料生產工藝流程聚氯乙烯發(fā)泡涼鞋的生產工藝流程示意圖如圖所示。與聚氯乙烯全塑涼鞋生產流程相比有兩點不同，即配料工序增加了發(fā)泡劑漿料的三輥研漿操作，此外，在注塑后不僅要整修，而且增加了噴漆上光操作，然后才成最終成品。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前29頁，總共32頁。PVC泡沫塑料生產工藝發(fā)泡涼鞋生產工藝路線采用注塑成型，主要操作說明如下。（1）配制發(fā)泡鞋料采用捏合機進行混料捏合，先將樹脂倒入捏合機內，然后依次加入穩(wěn)定劑，填充劑、發(fā)泡劑、著色劑等助劑的漿液，最后加入增塑劑，開動捏合機冷攪10min后開始通蒸汽捏合，蒸汽壓力0.295MPa，捏合時間約40min，此時料溫約100℃～110℃，停止給汽，繼續(xù)攪拌10min，待料充分冷卻后，即可出料。（2）塑化造粒采用擠出造粒機來進行塑化造粒，擠出造粒機溫度控制，按加料段、壓縮段和均化段依次分別為130℃、120℃、105℃。顆粒質量要求與聚氯乙烯全塑涼鞋基本相同。但一般下要求充分塑化，尤其不允許顆粒內部有發(fā)泡現(xiàn)象。為此，塑化造粒溫度遠低于聚氯乙烯全塑涼鞋的塑化造粒溫度。高分子材料專業(yè)高分子成型加工技術Ⅰ(塑料)當前30頁，總共32頁。PVC泡沫塑料（3）注塑成型聚氯乙烯發(fā)泡涼鞋的注塑采用兩次開模法，其目的是保證鞋底發(fā)泡而鞋幫不發(fā)泡，其操作特點是，當聚氯乙烯發(fā)泡鞋料熔融注入緊鎖的模具后，馬上進行第一次啟模，也就是先限位啟動涼鞋或拖鞋的大底模板，這時因鞋底大底蓋的模板結構是活動的，并有限位槽給以拉制，太底蓋雖