知识点十二发泡成型详解演示文稿

聚苯乙烯泡沫塑料
冷库墙体保温
聚苯乙烯泡沫塑料具有闭孔结构，吸水性很小，耐低温性好，耐 溶冻性好，因此广泛用于制冷设备和冷藏设备中，如冷冻机、冷 风机、冷风管道、冷冻车间、冷藏车、冷藏库、冷藏船舱等等。
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包装材料
聚苯乙烯泡沫塑料
聚苯乙烯泡沫塑料具有重量轻、无毒，有一定弹性，可以模具成型，价格 便宜的优点，因此被广泛用于各种精密仪器、仪表、贵重物品、水产品、 水果等的包装。
气体／固体发泡倍率>9.0
➢此外，还有结构泡沫塑料和组合性泡沫塑料之称，前者具有不发泡 或少发泡的皮层和发泡的芯层，后者则是把微小的中空玻璃、陶瓷微 球加入已含固化剂的树脂 第6页，共32页。
二、泡沫塑料的结构与特性
泡沫塑料 是以合成树脂为基体，加入发泡剂及其它添加剂，经发泡作 用 形 成 的 一 种 具 有 细 孔 梅 绵 状 结 构 的 物 质 。 一 般 气 泡 的 直 径 在 50 － 500μm之间，气泡膜厚度在l－10μm之间，在lcm3泡沫塑料中有 800－8000万个气泡。
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聚苯乙烯泡沫塑料
钢丝网架聚苯乙烯泡沫塑料夹芯板
钢丝网架聚苯乙烯泡沫塑料夹芯板是以阻燃型聚苯乙烯泡沫板为 芯材，两侧配以2冷拔钢丝网片，插丝斜向交叉焊接而成，可以替代
砖墙，用于内外墙、楼板、阳台、楼梯及屋面板，尤其适宜于框架结 构的填充墙和楼房加层。
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聚苯乙烯泡沫塑料
管道保温
聚苯乙烯泡沫塑料无毒、无腐蚀性、吸水性小、体轻、保温、模具成 型、搞酸碱腐蚀，可用于各种用途的管道保温。
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管道保温
聚苯乙烯泡沫塑料
聚苯乙烯泡沫塑料无毒、无腐蚀性、吸水性小、体轻、保温、模具成型 、搞酸碱腐蚀，可用于各种用途的管道保温。
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一、泡沫塑料的分类
1、按泡孔结构分 开孔泡沫塑料(open cell)：泡孔之间相互连通，相互通气，气
体和聚合物互为连续相
闭孔泡沫塑料(closed cell):泡孔孤立存在，相互不连通，气泡完整
无破碎
2、按硬度分
软质泡沫塑料：弹性模量E < 70MPa
硬质泡沫塑料:
E>700MPa
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三、 发泡方法和发泡原理
理想的分解型发泡剂应具有以下性能： ①发泡剂分解温度范围应比较狭窄稳定； ②释放气体的速率必须能控制并且应合理地快速 ③放出的气体应无毒、无腐蚀性和具有难燃性 ④发泡剂分解时不应大量放热 ⑤发泡剂在树脂中具有良好的分散性 ⑥价廉，在运输和贮藏中稳定 ⑦发泡剂及其分解残余物应无色、对发泡聚合物的物理和化学性能无影响
知识点十二发泡成型详解演示文稿
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优选知识点十二发泡成型
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§1 概述
泡沫塑料 是整体内含有无数微孔的塑料，它是以塑料构成连续相并 以气体作为分散相的两相体系。
采用不同的树脂和发泡方法，可制得性能各异的泡沫塑料。泡沫塑料由于
气相的存在，因而具有密度低、隔热保温、吸音、防震等优点。
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聚苯乙烯泡沫塑料
聚苯乙烯泡沫塑料夹芯板
聚苯乙烯泡沫塑料夹芯板是以上下两层彩色钢板为表层，阻燃 型聚苯乙烯泡沫塑料为芯层，用粘合剂压制而成的一种新型复合 建筑板材，广泛应用于建筑物的墙体、屋面、装饰及组合冷库等 。
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应平衡进行，保证制品有较好的质量，尚需加入少量催化剂和泡沫稳定列(或 称表面活性剂)。聚氨酯泡沫塑料常用此法生产。
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三、 发泡方法和发泡原理 (三)机械发泡法
此法是采用强烈地机械搅拌使空气卷入树脂乳液、悬浮液或溶液中成
为均匀的泡沫体，然后再经过物理或化学变化使之胶凝，固化成为 泡沫塑科。为缩短时间可通入空气和加入乳化剂或表面活性剂。 常用该法生产的有脲醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯、聚氯乙烯 溶胶等泡沫塑料。
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聚苯乙烯泡沫塑料
建筑物的外墙保温
建筑物外墙保温，由阻燃聚苯乙烯泡沫板材，胶粘剂及罩面材料组成，可以 起到保温节能作用。
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聚苯乙烯泡沫塑料
装璜造型
聚苯乙烯泡沫塑料质轻、极易进行切割、雕刻、粘结制成各种复 杂开头的模型。广泛用于展览、商店的装璜、造型材料、也可用 来制作各种教学模型。
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三、 发泡方法和发泡原理
3、发泡原理
（1）泡沫的形成：气体在溶液 中过饱和逸出成核。加入成核 剂有利于提高泡沫生成速度，提高泡孔细度。如PU发泡通入
少量空气泡，PE发泡加入少量填料。 （2）泡孔增长：增加溶解气体量和升高温度使气体膨胀，有利于促进泡
品。 3、机械性能好，有较好的抗压强度和回弹性能，特别是它可根据被包装物 品的重量等要求来选择性能不同的泡沫塑料。
4、化学稳定性好，对酸、碱，盐等化学药品均有较强的抗力，自身
pH值处于中性，不会腐蚀包装物品。
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二、泡沫塑料的结构与特性
5、加工性能优良，既可以制成不同密度的软质和硬质泡沫塑料，又可以
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挤出发泡法
将粒状PS树脂送入挤出机中熔化,用高压加料器将液体发泡剂(二氯
甲烷或氯甲烷)注入挤出机的熔化段。树脂与发泡剂经挤出螺杆转 动而混合均匀,然后由口模挤出。发泡剂在减压下汽化,致使挤出物
发泡而膨胀,最后经缓慢冷却与切割,即获得泡沫塑料产品如板、棒、管
按包装物品的外形、尺寸模压成各种包装容器，还可以把泡沫板（块） 材用多种粘合剂粘接，制成各种缓冲结构材料。
6、有很好的耐水性和很低的吸湿性，即使在较湿的情况下也不会 出现变形和毁体，影响其吸收外力的能力。 7、对温度的变化有相当好的稳定性，完全可以满足一般正常包装的要求. 8、由于泡沫塑料中含有大量微小气泡，故绝热性能优良，可作绝热
半硬质泡沫塑料: 70MPa < E<700MPa
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3、按制品密度分 低发泡泡沫塑料：密度小于0.1g／cm3 气体／固体发泡倍率<1.5 中发泡泡沫塑料：密度在0.l～0.4g/cm3之间
气体／固体发泡倍率1.5-9.0
高发泡泡沫塑料：密度大于0.4g/cm3
AＣ发泡刑)、偶组二异丁腊和N，N—二甲基N，N－二亚硝基对苯二
甲酰胺等。化学发泡剂的分解温度和发气量，决定其在某一塑料中的 应用。
（２）发泡组分间相互作用产生气体的化学发泡法。此法是利用发泡 体系中的两个或多个组分之间发生化学反应，生成惰性气体(如二 氧化碳或氮气)而使聚合物膨胀发泡。发泡过程中为控制聚合反应和发泡反
以及异型产品。
此法缺点是需要设置昂贵的高压加料设备,泡孔大小较难控制, 制品仅限挤出型材,因此在工业上应用较少。
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§3 化学发泡
一、聚氯乙烯（PVC)泡沫塑料
按其配方和成型方法不同可制成为软质和硬质两种。软质泡沫塑料在配 制时加入较多的增塑剂，成型后具有一定的柔软性。而硬质聚氯乙烯泡 沫塑料在配制时加入溶剂将树脂溶解，成型过程中溶剂受热挥发而成为 质地坚硬的泡沫制品。
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二、泡沫塑料的结构与特性
泡沫塑料因其密度和结构的不同，性能也有所差异，从包装的角度来 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之间，因此重量很轻，原 料 消耗少，既减少包装重量，降低运输费用，成本也不高。 2、具有极好的冲击吸收性能，防震效果极好，能有效地保护被包装物
沫生长。
（3）泡沫的稳定：稳定有两个途径，一是加入表面活性剂降低界面张
力，二是提高树脂黏度，如冷却和交联 。
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§2 物理发泡
本节主要以PS为主进行介绍
聚苯乙烯泡沫塑料的成型方法很多，主要有模压法、可发性珠粒法和 挤出发泡法。模压法是采用乳液法聚苯乙烯和热分解型发泡剂制得，是 早期使用的方法，现在用的很少。目前大且使用的是可发性珠粒法和挤 出发泡法。
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三、 发泡方法和发泡原理
2、发泡方法 (一)物理发泡法
③ 引入气体的物理方法还有溶出法、中空微球法等。溶出法 是将可溶性物质如食盐、淀粉等和树脂混合，成型为制品后， 再将制品放在水中反复处理，把可溶性物质溶出，即得到开孔 型泡沫制品，多用作过滤材料。中空微球法是将熔化温度很高 的空心玻璃微珠与塑料熔体相混，在玻璃微珠不致破碎的成型 条件下，可制得特殊的闭孔型泡沫塑料。
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三、 发泡方法和发泡原理
（二）化学发泡法
发泡气体是由混合原料中的某些组分在成型过程中发生的化学作用 而产生的。包括以下两种。
（１)发泡气体是由加入的热分解型发泡剂受热分解而产生的，这种发 泡剂称为化学发泡剂。常见的有碳酸氯钠、碳酸铵、偶氮二甲酰胺(俗称
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⑧发泡剂分解时的发气量应较大。
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三、 发泡方法和发泡原理
2、发泡方法
(一)物理发泡法
是指利用物理原理发泡的方法，包括以下三种： ① 在加压下把惰性气体压入熔融聚合物或糊状复合物中，然后降低压力，升高 温度，使溶解的气体释放膨胀而发泡。目前聚氯乙烤和聚乙烯泡沫塑科等有用这 种方法生产的。优点是气体在发泡后不会留下残渣，不影响泡沫塑料的性能和使 用。缺点是需要高的压力和比较复杂的高压设备。 ② 利用低沸点液体蒸发气化而发泡。把低沸点液体压入聚合物中或在一定的压力、 温度下，使液体溶入聚合物颗粒中，然后将聚合物加热软化，液体也随之蒸发气化 而发泡，此法又称为可发性珠粒法。目前采用该法生产的有聚苯乙烯泡沫塑料和交 联聚乙烯泡沫塑料。作发泡剂用的低沸点液体有：脂肪族烃类(丁烷、戊烷等)。含氯 脂肪族烃类(如二氯甲烷)和含氟脂肪族烃类(如F—11，F—12，F—114等)。此外，脂 环烃类、芳香烃类、醇类、醚类、酮类和醛类等也可使用。
大部分热塑性和热固性塑料都能制成泡沫塑料。目前工业广泛应用的是聚 乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯等做基材的热塑性树脂泡沫塑料，热固性树脂泡 沫塑料亦有一定产量，但柔软性差，主要用作要求强度较高和阻燃性好的 泡沫塑料制品。
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高分子材料专业 高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)
物理发泡剂：物理发泡剂一般是能溶于于聚合物母体的低沸点液体 或气体。当增加体系的温度和(或)降低体系的压力时，使物理发泡剂沸
腾，从而发挥它们的发泡作用。聚合物系统的化学性质和变形特性决定 了可以采用的物理发抱剂的类型。
化学发泡剂：在热固性材料中，化学发泡作用常常通过链增长和交联反 应形成挥发性副产物而实现，如在聚氨酯、酚醛塑料和氨基塑料中。相反， 对于热塑性塑料，化学发泡是借助于相容的或很细的分散的化学物质，在高 于聚合物配料温度，但又在加工温度范围内的相当窄的温度范围内，按所要 求的速率分解而完成的。
材料，也可用于绝热包装。
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三、 发泡方法和发泡原理
1、发泡剂 Foam blowing agent 用作微孔泡沫塑料生产的发泡剂，一般可分成物理型和化学型两类，这
是按气体的产生是物理过程(即挥发或升华)，还是化学过程(即化学结 构的破坏或其它化学反应)来划分：