塑料成型工藝學(xué)第八章 發(fā)泡成型.ppt

1、第八章 泡沫塑料成型,將發(fā)泡性樹脂直接填入模具內(nèi)，使其受熱熔融，形成氣液飽和溶液，通過成核作用，形成大量微小泡核，泡核增長(zhǎng)，制成泡沫塑件。, 泡沫塑料是以樹脂為基體，內(nèi)部有無數(shù)泡孔的塑料。不同的樹脂發(fā)泡工藝可以形成泡孔形態(tài)各異、性能各異的發(fā)泡材料； 具有密度低、對(duì)流小、絕熱、耐沖擊和降 噪等有點(diǎn)； 如果泡孔是相互隔絕的，則稱為閉孔泡沫，否則稱為開孔泡沫，但是閉孔泡沫可以通過機(jī)械或化學(xué)的方法使其成為開孔結(jié)構(gòu)。,第八章 泡沫塑料成型, 泡沫塑料有三種發(fā)泡方式： 物理發(fā)泡 將惰性氣體在加壓下使其溶于聚合物熔體或糊狀復(fù)合物中，經(jīng)減壓釋放高壓氣體而發(fā)泡； 利用低沸點(diǎn)液體蒸發(fā)而發(fā)泡； 利用液體介質(zhì)吸附溶解

2、塑料中事先添加的固體物質(zhì)而發(fā)泡； 在塑料中加入中空微球后經(jīng)固化而形成泡沫材料； 機(jī)械發(fā)泡 利用機(jī)械的攪拌作用，混入空氣而發(fā)泡； 化學(xué)發(fā)泡 利用化學(xué)發(fā)泡劑加熱后分解放出的氣體而發(fā)泡 利用原料組份間的化學(xué)反應(yīng)所放出的氣體而發(fā)泡,泡沫材料的分類： 按照軟硬程度 軟質(zhì)、半硬質(zhì)和硬質(zhì)泡沫塑料。在相對(duì)濕度為23和50時(shí)，彈性模量大于700MPa的為硬質(zhì)泡沫，介于70 700MPa的為半硬質(zhì)泡沫，低于70MPa的軟質(zhì)泡沫； 按照密度大小 低發(fā)泡、中發(fā)泡和高發(fā)泡塑料。低發(fā)泡是指密度為0.4g/cm3 , 氣體/固體9的泡沫；,泡沫材料的用途見表91！, 特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)是毒性小、發(fā)泡原料成本低、發(fā)泡劑無殘留； 缺點(diǎn)

3、是設(shè)備投資較大 實(shí)例（聚苯乙烯泡沫塑料） 方法1. 將高相對(duì)分子量的聚苯乙烯在擠出機(jī)內(nèi)熔融塑化，在高壓下把發(fā)泡劑（二氯甲烷和氯甲烷）注入塑化段，從口模中把混合物擠出，經(jīng)過氣體膨脹、緩冷和切割等處理聚苯乙烯片材；其缺點(diǎn)是泡孔尺寸不容易控制。 方法2. 將高相對(duì)分子量的聚苯乙烯與發(fā)泡液體預(yù)制成易于流動(dòng)的球狀半透明可發(fā)性的聚苯乙烯球粒，然后通過蒸汽箱模塑法、擠出法或注射法來生產(chǎn)泡沫制品；,8.1 物理發(fā)泡法,成型特點(diǎn)和材料 強(qiáng)烈的機(jī)械力使氣體卷入樹脂乳液、懸浮液并成為均勻的泡沫物，隨后經(jīng)過物理或化學(xué)的變化使之穩(wěn)定而成為泡沫材料； 脲甲醛、聚乙烯縮甲醛、聚醋酸乙烯、聚氯乙稀等。 發(fā)泡的工藝過程 脲/甲

4、醛水液(30%)/甘油100/300/20，以配制脲甲醛溶液 二丁基奈磺酸鈉/磷酸/間苯二酚/水100/300/20，以配制發(fā)泡液 在鼓泡設(shè)備中，發(fā)泡液和樹脂經(jīng)過適當(dāng)?shù)臄嚢杌旌虾?，傾倒至木制或金屬敞口模具中 傾倒至木制或金屬敞口模具中的物料要經(jīng)過在室溫下瀝去水份、不同的熱處理下經(jīng)過泡沫的化學(xué)反應(yīng)（交聯(lián)）及其物理作用（水份的干燥）過程來實(shí)現(xiàn)泡沫的硬化。,8.2 機(jī)械發(fā)泡法, 化學(xué)發(fā)泡劑的要求和特點(diǎn) 理想的發(fā)泡劑分解穩(wěn)定、速率更容易控制、氣體無毒性、無腐蝕性、在樹脂中良好的分散性等（見表94）； 發(fā)泡劑主要有有機(jī)發(fā)泡劑和無機(jī)發(fā)泡劑。有機(jī)發(fā)泡劑包括含有偶氮基、亞硝基、疊氮基等官能團(tuán)的偶氮甲酰胺、偶氮

5、二異丁氰等；無機(jī)發(fā)泡劑主要是堿金屬的碳酸鹽和碳酸氫鹽，如碳酸氫鈉和碳酸氨等（見表96 ）。 化學(xué)發(fā)泡劑的選擇 選擇發(fā)泡劑要考慮的幾個(gè)因素有分解溫度、分解速率、反應(yīng)熱量、發(fā)泡劑的分解抑制和促進(jìn)、發(fā)泡效率、發(fā)泡劑的并用,8.3 化學(xué)發(fā)泡法,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。,PVC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為軟質(zhì)和硬質(zhì)兩種。軟質(zhì)泡沫塑料在配制時(shí)加入較多的增塑劑，成型后具有一定的柔軟性。而硬質(zhì)聚氯

6、乙烯泡沫塑料在配制時(shí)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(zhì)地堅(jiān)硬的泡沫制品。,PE泡沫塑料,聚乙烯泡沫塑料具有密度低、耐低溫及抗化學(xué)性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，并具有一定的力學(xué)強(qiáng)度，可用作日用品、精密儀器的包裝材料，保溫材料和水上漂浮材料等。高發(fā)泡聚乙烯鈣塑材料廣泛用于建筑裝飾，近年來聚乙烯泡沫塑料的用途日漸擴(kuò)大，發(fā)展速度較快。 聚乙烯是結(jié)晶聚合物，在結(jié)晶熔融溫度以下幾乎不流動(dòng)，而在熔融溫度以上其熔融粘度急劇下降，發(fā)泡過程中產(chǎn)生的氣體很難包住。此外，聚乙烯從熔融態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶態(tài)耍放出大量的結(jié)晶熱，而熔融聚乙烯的比熱較大，因此從熔融狀態(tài)轉(zhuǎn)變到固體狀態(tài)的時(shí)間比較長(zhǎng)，加上聚乙烯的透氣率較高，這樣既使得

7、發(fā)泡氣體易于逃逸，適于發(fā)泡的溫度范圍較窄，因此聚乙烯泡沫塑料的研制工作較晚除擠出發(fā)泡制得無交聯(lián)的高倍率發(fā)泡材料外，欲制得更高發(fā)泡倍效的泡沫塑料，必須在聚乙烯分子間進(jìn)行交聯(lián)，將熔融物料的粘性和彈性調(diào)節(jié)在一定范圍內(nèi)，使的物理力學(xué)性能顯著提高。 通常采用的交聯(lián)方法有化學(xué)交聯(lián)和輻射交聯(lián)。,聚氨酯泡沫塑料,聚氨酯泡沫塑料是以多元異氰酸酯和多元醇為主要原料，加入催化劑、發(fā)泡劑和表面活性劑等，在充分混合下反應(yīng)形成的輕質(zhì)發(fā)泡材料。發(fā)泡氣體有時(shí)也可以是由異氰酸酯和水反應(yīng)生成的二氧化碳。聚氨酯泡沫塑料具有整體密度小，比強(qiáng)度高，導(dǎo)熱系數(shù)低以及耐油、耐寒、防震和隔音性能好等優(yōu)點(diǎn)，并且加工簡(jiǎn)單，容易制得。在日常生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中得到廣泛應(yīng)用，其產(chǎn)量在各種泡沫期料中名列前茅。 聚氫酯泡沫照料按其生