塑料成型加工技术 教学课件 ppt 作者 江水青 李海玲 主编第8章 泡沫塑料的成型.ppt

第8章 泡沫塑料的成型 8.1概述 质量最轻的材料――泡沫塑料 泡沫塑料是由大量气体微孔分散在固体塑料中形成的一类高分子材料，具有质量轻、隔热、吸音、减震等特性，用途很广。最早开发的泡沫塑料是20世纪60年代发展起来的结构泡沫塑料，内部芯层发泡，外部皮层不发泡，特点是外硬内韧、强度高、消耗原料少，广泛地代替木材，用于建筑和家具工业以及包装材料。现在，几乎各种塑料都可以制成泡沫塑料。 一、发泡方法分类 1.机械发泡法 是借助强烈搅拌，把大量空气或其他气体引入液态塑料中，工业上主要用此法生产脲醛树脂泡沫塑料，它可用做影剧布景中的人造雪花。 2.物理发泡法 依据所用发泡剂可细分为：惰性气体发泡法；低沸点液体蒸发汽化发泡法；液体介质浸出物发泡法；加入中空微球后固化发泡法。 3.化学发泡法 可分两类：采用化学发泡剂，它们在受热时分解放出气体。常用的发泡剂有偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、N，N′--二亚硝基五亚甲基四胺、碳酸氢钠；利用聚合过程中的副产物气体进行发泡。 但无论采用什么方法发泡，其基本过程都是：①在液态或熔融态塑料中引入气体，产生微孔。②使微孔增长到一定的体积。③通过物理或化学方法固定微孔结构。 二、泡沫塑料的分种 1.泡沫塑料有开孔和闭孔之分 泡沫塑料的微孔之间互相连通的称为开孔型泡沫塑料，微孔之间互相封闭的称为闭孔型泡沫塑料。 2.泡沫塑料又有硬质和软质之分 按照美国试验和材料学会颁布的标准：在18～29℃下，在时间5秒内，泡沫塑料绕直径为2.5厘米的圆棒一周，如果不断裂，属于软质泡沫塑料；如果断裂，则属于硬质泡沫塑料。 3.泡沫塑料还分为低发泡和高发泡两类 通常将发泡倍率（发泡后比发泡前体积增大的倍数）小于5者为低发泡产品，大于5者为高发泡产品。 三、应用特性 1.质轻 2.弹性好 3.隔热 4.强度高 5.其他 8.2机械发泡法 机械发泡法(又称气体混入法)是用强烈的机械搅拌将空气卷入树脂的乳液、悬浮液或溶液中使其成为均匀的泡沫物，而后再经过物理或化学变化使之稳定成为泡沫塑料。机械发泡法中常用的树脂有脲甲醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯、聚氯乙烯溶胶等，这里即以脲甲醛开孔硬质泡沫塑料为例说明。 二、鼓泡（搅拌，加入发泡液） 鼓泡时，在搅拌情况下，向鼓泡设备先加入一定量的发泡液，2、3分钟后便会产生大量的泡沫。随后，在1～2分钟内加入定量的树脂溶液。继续搅拌15～20秒后，即可出料。 三、泡沫物的硬化 装有泡沫物的塑模应先在室温下放置4～6小时，以便从模底沥除一部分的水(约为总料量的l4％)并使泡沫物得到一定程度的硬化。而后从塑模中脱出泡沫物并将它放在漏孔的托架上。由托架承托的泡沫物应在严格控制温度的供室内进行热处理，处理的温度和时间随具体情况而定。 处理时，泡沫物既有化学变化的交联作用，又有物理变化的干燥作用，水分由80％降至12％)，所以温度必须严格控制，否则不易得到质量较好的制品。 8.3.1 PS泡沫塑料 一、制造过程 预发泡（PS、引发剂、发泡剂）→软化（发泡剂产生压力，膨胀）→（平衡）发泡气体渗出，水蒸汽渗入气泡中→熟化→预膨胀物冷却→（平衡）泡孔内发泡剂、水蒸气冷凝，气体渗入气泡→模塑→膨胀→（平衡）受热加压气泡渗出；外部加压气泡渗入 二、聚氯乙烯泡沫塑料 由于聚氯乙烯本身并不能溶解惰性气体，能够溶解这种气体的只是它的增塑剂或溶剂，所以采用溶解惰性气体为发泡剂来生产聚氯乙烯泡沫塑料时须选用增塑剂含量大的聚氯乙烯糊或溶液为原料，以这种方法生产硬质泡沫体而只用少量溶剂，就须施加很高的压力(300、40大气压)。显然，施加高压对设备的要求就高。如采用大量溶剂，则以后的溶剂脱除与回收都比较麻烦，不仅成本提高，还要采取严格的防火和防爆措施。所以用溶解惰性气体发泡的方法大多用来生产软质聚氯乙烯泡沫塑料。 生产软质聚氯乙烯泡沫塑料有间歇法和连续法两种。间歇法比较简单，生产时，适当的聚氯乙烯糊放入加压釜中，然后在搅拌下用20～30大气压的二氧化碳通入釜内，压力稳定到规定数值时。即将充气的聚氯乙烯糊由釜底喷嘴放至塑模中，并在较短的时间内送至110～135℃的烘室中烘熔，而后经过冷却和脱模，获得泡沫塑料制品。 8.4化学发泡 制造泡沫塑料时，如果发泡的气体是由混合原料的某些组分在过程中的化学作用产生的，则这种方法即称为化学发泡法。按照发泡的原理不同，工业上常用的化学法有两种： (1) 发泡气体是特意加入的热分解物质(常称为化学发泡剂或发泡剂)在受热时产生的； (2) 发泡气体是由形成聚合物的组分相互作用所产生的副产物，或者是这类组分与其它物质作用的生成物。 一、化学发泡剂 1. 化学发泡剂的性能 采用化学发泡剂