南工大塑料成型加工窦泡沫塑料的成型分解.pptx

9-1 概述 9-2 泡沫塑料的发泡方法及原理 9-3 泡沫塑料的成型工艺;9-1概述;泡沫塑料的分类;2、按密度分 密度0.4g/cm3，气体/固体1.5的为低发泡； 密度=0.1～0.4g/cm3,气体/固体=1.5～9为中发泡； 密度为0.1g/cm3以下，气体/固体9为高发泡。 有的将发泡倍率5以下的称为低发泡， 发泡倍率5以上的为高发泡。 3、按气孔结构不同分 开孔泡沫塑料——孔与孔是相通的，具有良好的吸音性能和缓冲性能； 闭孔泡沫塑料——每一孔是独立的，具有较低的导热性能和较小的吸水性。;常见泡沫塑料分类 ;9-2 泡沫塑料的发泡方法及原理 ;2、低沸点的液体发泡法 低沸点液体在高压下，压入熔态聚合物中，或掺入聚合物颗粒中，而后再减压或加热，使其在聚合物中汽化和发泡。 目前作为发泡剂使用的低沸点液体有：脂肪族碳氢化合物如丙烷、丁烷等；含氯和含氟的脂肪族的碳氢化合物如一氯甲烷、二氯甲烷、三氯氟甲烷（氟里昂）等对大气臭氧层破坏，目前已限制使用。它们的沸点大都在100℃以下。;常用作为发泡剂的低沸点液体 ;3、溶出发泡法 先将细小颗粒的物质（如食盐和淀粉等）混入聚合物中，而后用溶剂或伴以化学的方法使其溶出而成为泡沫物。（如混在PVC中的淀粉，可先用水浸泡使其溶胀，而后再用热的稀硫酸处理，使其水解为糖，溶出成为PVC发泡物）。 4、交联发泡法（组合泡沫塑料）： 先将微型（直径20~250μm，壁厚2~3μm）的空心玻璃球、陶瓷球、空心塑料（如酚醛树脂）微球埋入熔融的聚合物或液态的热固性塑料中，而后通过冷却或交联作用固化成为泡沫体。 5、烧结发泡法： 将疏松的粉状热塑性塑料烧结在一起，使其分解放出气体成为泡状物。;物理发泡法的优点：操作中毒性小；发泡剂的原料成本低；没有发泡剂留下的残渣，因而对泡沫塑料性能无严重影响。 物理发泡法的缺点：某些过程所用设备投资较大。 工业上常用的是惰性气体发泡法和低沸点的液体发泡法。;（二）化学发泡法; 发泡剂应具备要求 a.逸出气体的温度范围应比较狭窄而固定； b.逸出气体的速率应能控制，而且不受压力的影响和相当快的速率； c.逸出的气体没有腐蚀性，??好是氮气，其次是二氧化碳； d.发泡剂应能均匀地分散在原料中； e.发泡剂和其分解后的残余物不应有毒性，并且对塑料的熔融和硬化都无影响； f.发泡剂在分解时不应大量放热； g.价格便宜，运输和储藏中稳定； h.分解的残余物应无色、无味、无毒，应能与塑料混溶，并且对制品性能无影响。;目前工业上常用的发泡剂: 无机发泡剂常用的有碱金属的碳酸盐和碳酸氢盐，如：碳酸铵和碳酸氢钠等，它们的优点是价廉，不会降低塑料的耐热性，因为对聚合物无增塑作用。它们的缺点是不能与塑料混溶，很难在塑料中均匀分布，并且分解气体的速率严重受压力的影响。 有机发泡剂常用的是一些加热后分解放出氮气一些物质,如:偶氮二甲酰胺（AC）、偶氮二异丁腈等，氮气的化学行为比较迟钝，它对大多数聚合物的渗透性比氧气、二氧化碳、氨气都要小，在有机聚合物中有较大的分散性。 但是，绝大多数发泡剂都是易燃和可能发生爆炸的物质，甚至还可能放出有毒气体，因此必须保存于阴冷、干燥、通风好的场所。;2、发泡组分间相互作用析出气体发泡法;（三）机械发泡法 它是用强烈的搅拌使空气卷入树脂的溶液、乳液或悬浮体中，使其形成均匀的泡沫物，而后再通过物理和化学变化使其稳定而成为泡沫塑料。 为缩短时间，可同时通入空气和加入乳化剂或表面活性剂。用这种方法生产的有软PVC和脲甲醛泡沫塑料等。;二、泡沫塑料的发泡原理;（一）泡沫的形成 当气体在溶液中达饱和限度而形成过饱和溶液时，气体又从溶液中逸出形成气泡，形成气泡的过程就是成核作用。这时，除聚合物液相外，产生了新相——气相，分散在聚合物中，成为泡沫。如果同时还存在很小的固体粒子或很小的气泡，即所谓的第二分散相，就会有利于这一过程的形成。这种加入第二相的物质叫做“成核剂”。;（二）泡沫的增长 气泡形成之后，由于气泡内气体压力与半径成反比，气泡越小，内部的压力越大。当两个大小不同的气泡接近时，由于气体从小气泡扩散到大气泡，造成气泡合并，通过成核剂的作用增加了气泡的数量，加上气泡的膨胀扩大了泡孔的直径，从而泡沫得到增长。 促使气泡增长的因素：溶解气体的增加；温度的升高；气体的膨胀；气泡的合并。 阻碍气泡增长的因素：表面张力和塑料的黏度。降低塑料熔体的表面张力和黏度对泡沫增长有利。但是如果熔体的黏度过低，会使泡孔壁膜减薄，使泡孔易破裂。;（三）泡沫的稳定 泡沫物是热力学不稳定体，它不会持续很长时间，所以必须保证泡沫稳定。 稳定泡沫的方法： 一是利用表面活性剂，以降低其表面张力，有利于形成细泡，减少气体的扩散作用，使泡孔稳定； 二是提高塑料熔体的黏度，防止泡壁进一步减薄来稳定泡沫。在