M塑料用发泡剂的类型和应用方法.doc

M塑料用发泡剂的类型和使用方法本文由905721872贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 塑料用发泡剂的类型和使用方法 2009-10-21 来源： 网络文摘 【全球塑胶网 2009 年 10 月 21 日网讯】 根据发泡气体的来源，可将发泡剂主要分成以下两类：即物理发泡剂和化学发泡剂。仅从名称上就 可得知，物理发泡剂产生气体是通过状态的物理变化——一般是从液态到气态；而化学发泡剂产生气 体则是通过化学反应。后者是热敏性化学品，当加热时，发泡剂发生分解反应，产生气态和固态两种 分解产物，上述两类发泡剂又可各自分成许多小类。 物理发泡剂从理论上讲，在加工过程中，任何能与聚合物混合，并随之能汽化的材料，都可用来作 为发泡剂。但实际上，物理发泡剂最好是在适当的条件能液化，并在正常的塑料加工温度（或低于这 一温度）下，能够汽化，使塑料发泡。这类发泡剂必须在适当条件下能溶于聚合物，但溶解度不能过 大。发泡剂气体在聚合物内的渗透能力非常重要，每单位重量发泡剂所释放的出的气体的体积也同样 重要。后者即称作发泡剂的效率，对于所有各种类型的发泡剂来说，这都是一种重要的检测指标，高 效发泡剂标准为：每克至少释放 150－200cc.气体（按标准状态计）。 目前最常用的物理发泡剂是氯氟烃类、烃类和压缩气体（如氮气和 CO2）。这类发泡剂的使用要 求是：其温度和压力必须保证发泡剂以液态形式与塑料混合。当改变温度和／或压力时就可使发泡剂 发生汽化， 即开始发泡。 例如， 如果一种低沸点的烃类发泡剂被泵送至一台装有熔融塑料的挤塑机中， 那么挤塑机内的高压就能使烃类发泡剂保持液态形式溶于聚合物中，当聚合物熔体出挤塑机时，骤然 的压降即迫使发泡剂汽化，从而产生泡沫。简单气体，如氮气和 CO2 则需要比烃类或氯氟烃类高得 多的压力，方能达到这一结果。核化剂可以促进形成均匀的泡孔结构。 为制成特低密度泡沫塑料（密度低至 10lb/cu.ft.左右）采用氯氟烃和烃类发泡剂效果极佳。其主要 原因有两个。一是由于所需发泡剂之量极大（有时达到基质树脂重量的 20%或更多），而这类发泡剂 要比化学发泡剂便宜，这就补偿了设备上的较高费用；二是与泡沫稳定化的热力学相关。正如本文前 面谈到的，要使一个泡沫稳定化，必须在出现塌陷之前就得改变聚合物熔体的粘度。使用最广泛的烃 类和氯氟烃类发泡剂，实际上可以降低它们所用于的聚合物的熔体粘度。当它们发生汽化而脱离聚合 物溶液时， 熔体的粘度升高了， 就可减少为稳定泡沫所需的冷却费用。 对于特低密度的泡沫塑料来说， 这一点尤其重要。 尽管发泡剂具有固有的优点， 但使用起来并不是没有问题的。 大部分这类发泡剂都会污染自然环境， 而且正在继续严重化。特别是氯氟烃类。而烃类也有这一问题，仅是程度稍轻。 使用最广泛的氯氟烃类发泡剂，都是一些全卤代品种，通常叫作 CFCS。CFC－11 和 CFC－12 就 是典型代表。近年来，人们已经确认，这类化学品的使用与大气上层臭氧层变薄有关。因此，通过法 律约束与自愿行动的结合，这类发泡剂正迅速地被淘汰，目前它们正在被部分卤化的氯氟烃类 （HCFCS）和氟烃类（HFCS）所代用。但是取代品最后是否能普遍使用，这一问题目前还不能肯定。 其它与上述不同的取代途径目前也正在探讨之中。DOW 公司最近宣称，他们开发了一种采用 CO2 制造特低密度聚苯乙烯泡沫塑料的新工艺。 另外一类常用的物理发泡剂，即烃类，相对来说对臭氧层没有什么影响。然而它们的使用也不是没 有法规限制的。烃类的释放也和其它挥发性有机化合物（VOCS）一样，要受到法律的限制，因为它 们的释放物会危害低层大气层，特别是生成了臭氧。法规的严厉性在各地区是有区别的，这要根据当 地空气质量而定。此外还应考虑到烃的易燃性。在作任何采用烃类为发泡剂的工厂设计时，这一点应 为重要考虑因素。最广泛用作发泡剂的烃类是丁烷和正戊烷。 化学发泡剂化学发泡剂也可以分成二个主要类型：有机化学品和无机化学品。有机化学发泡剂品种 非常多，而无机化学发泡剂则种类有限。最早的化学发泡剂（大约在 1850 年）是简单的无机碳酸盐 和碳酸氢盐。这类化学品加热后会放出 CO2，它们最后被碳酸氢盐和柠檬酸的混配物取代了，因为后 者的预后效果要好得多。当今更优秀的无机发泡剂，其化学机理基本与上述相同，是聚碳酸类（原文 为 Poly－carbonic acids）和碳酸盐类混用。聚碳酸的分解是吸热反应，在 320F 左右，每克酸可放 出 100cc．左右的 CO2，进一步加热至 390F 左右时，将会放出更多的气体。这一分解反应的吸热性 质可能带来某种程度的好处，因为在发泡过程中