8第八章 泡沫塑料成型工艺
第八章泡沫塑料的成型
• ① ② ③ ④ ⑤
五、发泡条件 待发泡的塑料必须处于液态或熔融态 发泡液体的粘度必须在适当的范围内 液体的界面张力要大，能够成泡。 液体的界面张力要大，能够成泡。 液体的挥发度要小。 液体的挥发度要小。 在一定温度下要能溶解气体且分散性要好 六、发泡成型工艺 1、机械发泡法 、 树脂溶液的配制 发泡液的配制 混合鼓泡 入模 脱水 固化 后处理 成品
1.制造过程： 制造过程： 1）预发泡 借加热使珠状物膨胀一定程度，从而使制品密度 借加热使珠状物膨胀一定程度， ）
得到更多降低，珠状物仍是颗粒状的， 得到更多降低，珠状物仍是颗粒状的，其体积比原来大很 多倍。 多倍。
方法：间歇法、连续法（ 方法：间歇法、连续法（多）两种 设备：连续蒸气预发泡机。 设备：连续蒸气预发泡机。 过程：PS珠粒→螺旋进料器→发泡罐→搅拌（密度小 过程： 珠粒→螺旋进料器→发泡罐→搅拌（ 珠粒 上浮，密度大下沉） 落入风送管→吹干器→ 上浮，密度大下沉）→落入风送管→吹干器→熟化仑 预法泡后的珠粒需储存一段时间， 2）熟化 预法泡后的珠粒需储存一段时间，以吸收 空气熟化，防止成型收缩。熟化是在大型料仓/开口 空气熟化，防止成型收缩。熟化是在大型料仓 开口 小时， 容器内进行的 T=22-26℃ 时间：8-10小时，依具体 ℃ 时间： 小时 情况定。 情况定。 3）成型 方法： 方法：蒸气加热模压法 蒸缸发泡：将预胀物填满模具后放在蒸缸用蒸汽加热， 蒸缸发泡：将预胀物填满模具后放在蒸缸用蒸汽加热， 一般P=5-10MPa /cm2 时间 时间=10-50min受热软化，膨 受热软化， 一般 受热软化 胀就互相溶解在一起，冷却脱模即可，简单， 胀就互相溶解在一起，冷却脱模即可，简单，劳动强 度大，难自动化。 度大，难自动化。
第四节
泡沫塑料的成型济南大学化学化工学院
• 现将几种常用的优良发泡剂列表9—5中
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•化学发泡剂的特性与选择
没有一种发泡剂是可以用于制造各种泡沫塑料而 皆称合适的，这是因为各种树脂的固有性能不可 能相间，加工条件也不一样，此外，为了求得性 能各异的同一种泡沫塑料，加入的助剂也往往不 同。
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④影响交联度的因素
i聚合物的分子结构 就用一种聚合物来说， 聚合物的分子结构能影响交联效率，凡是 分子量愈大、结晶度愈低、大分子链的交 联愈多的，则对过氧化物所表现的交联效 率愈高。
ii交联剂的用量 增加过氧化物的用量， 可提高聚合物的交联度，如图9—8所示。
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9．3．1 聚苯乙烯泡沫塑料
• 可发性聚苯乙烯采用的液体发泡剂有： 正戊烷，异戊烷。季戊烷和石油醚等，最 常用的处正戊烷和石油醚。 •发泡剂在苯乙烯聚合中或聚合后加入 •制成的珠状物中发泡剂的含量约为6％； 表现密度约为680克／升；珠粒直径范围为 0.25～2毫米。
•选择考虑因素
(1)分解温度 所选发泡剂的分解温度要与塑料 的熔融温度接近；泡剂应能在一狭窄的温度范围 内迅速分解；发泡剂的分解作用必须要在较短的 时间全部完成
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(2)分解速率 发泡剂的分解速率是随温度变化 的。
(3)反应热量 有机发泡剂分解时是放热反应， 而无机发泡剂分解则是吸热反应。
•生产方法
硬质聚氯乙烯泡沫塑料，主要采用压制成 型。软质聚氯乙烯泡沫塑料可采用压制、 挤出、注射和压延等方法成型。
①压制法 压制法包括配料制糊、装料入 模并使模内的糊料在加压和加热的情况， 厂发泡和塑化、冷却、脱出泡沫物、以及 在适当温度下使泡沫物进一步膨胀而成为 制品等过程。
发泡成型工艺的方法
发泡成型工艺的方法
发泡成型工艺是一种制造泡沫塑料的方法，其工艺可以分为一步发泡法和两步发泡法。
一步发泡法也称为直接法，将发泡用塑料原材料配合后在一个工序中制得泡沫塑料。
典型的一步发泡法生产的泡沫塑料是聚氨酯泡沫塑料。
两步发泡法则分为前发泡或预发泡和后发泡或二次发泡两个工序。
在前发泡中，泡沫或珠粒尚未充分膨胀，密度也较高，制得的珠粒是可发性珠粒。
在后发泡中，制得充分膨胀、低密度的最终泡沫制品，如聚苯乙烯、聚乙烯泡沫塑料等就是用这种方法制做的。
在工业上，发泡成型方法有以下几种分类：
1. 连续发泡成型：由压延、挤出或传送带等方式进行的连续发泡成型。
2. 间歇式发泡成型：由注塑一个一个地生产最终形状的发泡体。
3. 现场发泡成型：按使用要求将液状或微粒状原材料配合物注入模具中使之发泡。
此外，TPE发泡材料的加工工艺也有多种，包括挤出发泡、微孔注射发泡和注塑发泡等方法。
这些方法采用不同的物理或化学介质进行发泡，具有不同的特点和适用范围。
例如，挤出发泡TPE材料具有发泡均匀、细密、泡体强度高等特点，广泛应用于线缆护套及密封条产品中。
微孔注射发泡技术则
采用物理介质如超临界CO2进行微孔发泡，具有降低密度、提高制品的吸收和衰减振动与噪声的能力等优点。
注塑发泡TPE材料则广泛应用于食品包装和日用品包装材料中，可替代木塞和硅胶塞材料，具有环保、表面细腻且回弹密封性能优异等特点。
以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询专业技术人员。
泡沫塑料的成型
4．生产控制因素 决定制品性能的工艺因 素很多，计其重要的有下列四种 ： (1)原料用量比 应满足以下关系 (水的当量数)十(聚酯或聚醚树脂当量数)＝ (异氰酸酯的当量数)。实践证明，异氰酸酪 的电量最好为理论值的1.0～1.05倍。
(2)温度 聚氨酯泡沫塑料制造过程中的化 学反应类型较多，温度稍有波动，各种反应 之间的比率即会失调，直接影响反应速度及 发泡质量。 (3)搅拌速率和时间 这对泡沫塑料的结构 具有影响。 (4)熟化 聚氨酯泡沫的最后熟化是指随着 聚合物分子量的增加和剩余异氰酸基的消失 而达到最终机械性能的过程。
④影响交联度的因素
i聚合物的分子结构 就用一种聚合物来说， 聚合物的分子结构能影响交联效率，凡是 分子量愈大、结晶度愈低、大分子链的交 联愈多的，则对过氧化物所表现的交联效 率愈高。 ii交联剂的用量 增加过氧化物的用量， 可提高聚合物的交联度，如图9—8所示。
iii其它助剂的影响 在交联发泡配方中为 了提高防老作用常需加入防老剂，这对过氧 化物交联活性是有抑制作用的，因为大多数 防者剂都是还原剂． iV交联时间 这是指在聚合物中的过氧化物 耗尽所需的时间。
③注射法 注射法的制品现在尚只限于高 密度的(俗称低发泡制品)。注射设备通常 均以移动螺杆式的为主。注射工艺大体上 与一般注射相同，塑料的升温、混合、塑 化和发泡(多于50％)都在注射机内进行 。 ④压延法 压延制品主要是人造革。
9.4.3 聚烯烃交联泡沫塑料的生产 由于聚烯烃树脂熔融后的粘度不高和出现 高弹态的范围不宽(低压聚乙烯和聚丙烯尤 其突出，见图9—7)，因此发泡时发泡剂分 解出来的气体不易保持在树脂中，致使发泡 工艺难于控制。克服这种缺点的最有效的方 法是使聚烯烃分子交联成为部分网状结构以 提高树脂的熔融粘度和使粘度随温度的升高 而缓慢降低，从而调整熔融物的粘弹性以适 应发泡的要求，其情况亦量小于70公斤／厘米2 半硬质泡沫塑料，模量等于70～700公斤／厘米2 硬质泡沫塑料，大于700公斤／厘米2 高中低发泡：小于0.1；0.1~0.4； 大于0.4g/cm3 原料：聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、酚醛、环 氧、有机硅、聚乙烯缩甲醛、醋酸纤维素和聚甲基 丙烯酸甲酯等。 应用：
泡沫塑料加工工艺 ppt课件
化学工业出版社
第二节 物理发泡法
一、EPS泡沫塑料的物理发泡 3.熟化 ① 定义：将预发泡的膨胀体在空气中放置一
段时间，让空气渗入，以利于进一步加工 ② 原理：利用空气的渗入填补水蒸汽及发泡
剂冷凝后形成的空缺（让内外压平衡） ③ 控制原则：让汽体冷凝，PS不脆化，渗入
汽体量适当
第一节 气泡形成原理和发泡方法
二、泡沫塑料气泡形成原理 2.气泡核的增长 ① 气体的受热膨胀以及气泡的合并，促使气
泡不继地增长； ② 成核作用导致气泡数量的增加； ③ 影响因素：表面张力和粘度
化学工业出版社
第一节 气泡形成原理和发泡方法
二、泡沫塑料气泡形成原理 3.气泡核的稳定 ➢其一，加入表面活性剂以利于形成微小的
化学工业出版社
第二节 物理发泡法
一、EPS泡沫塑料的物理发泡 4.模压成型
开启出气口 通冷却水
↓
↓
模具预热→加料→加热→冷却→脱模→烘干
A
B
C
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第二节 物理发泡法
二、连续式溶解气体发泡法成型SPVC泡沫塑料
化学工业出版社
第三节 化学发泡法
一、化学发泡剂的特性与选择 1. 分解温度 2.分解速率 3.反应热
化学工业出版社
第一节 气泡形成原理和发泡方法
四、发泡助剂 1.成核剂
加入成核剂以获得均匀的泡孔尺寸。 如：滑石粉及超细活性碳酸钙等，它们可作为局部气泡核 的起点。溶解的发泡气体可从溶液中逸出，并吸附在这种 细微的颗粒上。气泡核形成的机理与结晶时晶核形成的机 理相似，成核剂的用量在1%左右。 2.交联剂 用于某些塑料（如PE、PP）在发泡前能够交联的物质。 3.助交联剂 在PP的交联过程中必须加入助交联剂才能进行。 4.发泡剂的活化剂 在PVC塑料中各种稳定剂大多数是AC发泡化剂学的工活业化出剂版。社
泡沫塑料成型
（2）发泡组分间相互作用析出气体发泡法
• 制造泡沫塑料时，发泡气体是由形成聚合物的组 分相互作用所产生的副产品，或是这类组分与其 它物质作用的生成物。
• 主要用于聚氨酯泡沫塑料。
（3）机械发泡法
• 借助机械搅拌方法使气体混入混合料形成泡孔的 泡沫塑料称机械发泡法。(经物理或化学变化使泡 沫稳定)
• 注射：物料塑化完全后，迅速注入模具、充满模 后，经短暂(2～4s)冷却，使制品表面形成一层不 发泡的冷硬层。
• 开模：
第一次开模：冷硬层形成后，即解除模具的鞋底 板压力，制品中间还末冷却的料即膨胀发泡，顶 起鞋底板至新的位置
第二次开模：经1～2min冷却定型，即可开模取出 发泡鞋
2. RPVC泡沫塑料： • (1)模压法生产RPVC泡沫 • ①基本配方：
第八章 泡沫塑料成型
学习目的与要求： • 1. 掌握泡沫塑料的发泡方法及原理 • 2. 理解各种泡沫塑料的生产方法及工艺过程
第一节 概述 一. 泡沫塑料及其特性 • 泡沫塑料也称微孔塑料，指整体内含有无数微孔
的塑料。
• 泡沫用原料：几乎所有热固性、F、EP、有机
• 冷却：加热到规定时间后，冷却得闭孔性泡沫塑料
（2）可发性PS泡沫塑料其它成型工艺 • 挤出法成型： • 可成型板材(或吹塑泡沫塑料纸) • 材料：一步法(或一步半法)珠粒，也可用预发泡
颗粒
• 成核剂：硼酸、柠檬酸、碳酸氢钠
• 挤出很容易造成压实，故制品密度偏高。为降低 密度，使泡孔细小，必须加入成核剂，并加入液 体石蜡、硅油、DOP使成核剂不会集结
• 注射法成型： • 特殊的可发性PS珠粒，可用注射法成型
泡沫塑料加工工艺
第二节 物理发泡法
一、EPS泡沫塑料的物理发泡 1.EPS珠粒的制备方法 ①一步法：苯乙烯、引发剂和发泡剂一起加入反应釜 中聚合而成。 特点：泡孔均匀细小、制品弹性好、操作工序少、 相对分子质量较低 ②一步半法：聚合一半加入发泡剂再继续聚合。 特点：相对分子质量稍高 ③二步法：悬浮聚合制得PS珠粒，加温加压将低沸 点液体物理发泡剂溶胀到PS珠粒中 特点：相对分子质量高，颗粒度均匀
第二节 物理发泡法
连续式溶解气体发泡法成型SPVC泡沫塑料
分解温度
分解速率
反应热 有机发泡剂分解时放热，无机发泡剂则相反
发泡剂分解的促进和抑制 有机发泡剂一般都有其促进剂和抑制剂
发泡效率 单位重量的发泡剂产生气体的体积
化学发泡剂的特性与选择
第三节 化学发泡法
工艺举例（SPVC泡沫鞋底）
称量→剪片→模压发泡→热处理→停放→
型
1
2
聚氨酯泡沫塑料及其成型
第三节 化学发泡法
聚氨酯高压发泡灌注机
聚氨酯高压发泡机
泡沫塑料气泡形成原理
气泡核的增长 气体的受热膨胀以及气泡的合并，促使气泡不继地增长； 成核作用导致气泡数量的增加； 影响因素：表面张力和粘度
第一节 气泡形成原理和发泡方法
第一节 气泡形成原理和发泡方法
二、泡沫塑料气泡形成原理 3.气泡核的稳定 其一，加入表面活性剂以利于形成微小的气泡从而减少气体的扩散作用来促使气泡的稳定； 其二，提高聚合物的熔体黏度，防止气泡壁进一步减薄以稳定气泡。 其三，通过对冷却或交联作用来提高聚合物的熔体黏度，以达到稳定气泡的目的。
泡沫塑料的发泡方法
机械发泡法 机械发泡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，使之凝胶、 固化而发泡。
泡沫塑料成型
酚醛泡沫塑料
要点一
总结词
具有优良的阻燃性能和耐热性能，广泛用于建筑、航空航 天等领域。
要点二
详细描述
酚醛泡沫塑料是一种由酚醛树脂制成的泡沫材料。由于其 分子结构的特点，酚醛泡沫塑料具有较好的阻燃性能和耐 热性能，能够在高温环境下保持稳定的性能。因此，在建 筑、航空航天等领域有广泛的应用。此外，酚醛泡沫塑料 还具有良好的隔音性能和防震性能，因此在隔音材料和防 震材料方面也有一定的应用。
泡沫塑料成型
• 泡沫塑料成型简介 • 泡沫塑料的种类与特性 • 泡沫塑料成型工艺 • 泡沫塑料成型设备 • 泡沫塑料成型的质量控制 • 泡沫塑料成型的环保问题与解决
方案
目录
01
泡沫塑料成型简介
定义与特性
定义
泡沫塑料是一种多孔材料，其内 部具有大量相互连通的孔洞，使 得材料具有轻质、保温、隔音等 特点。
04
泡沫塑料成型设备
发泡机
01
02
03
种类
分为化学发泡机和物理发 泡机，根据所使用的发泡 剂类型进行分类。
工作原理
通过向塑料中注入气体或 化学发泡剂，使塑料膨胀 并形成多孔结构。
应用
广泛应用于家具、建筑、 汽车、包装等领域，制造 各种形状和大小的泡沫塑 料制品。
模具
种类
分为金属模具和塑料模具， 根据所使用的材料进行分 类。
优化生产工艺
通过改进生产工艺和设备，提高生产效率，缩短 生产周期，降低能耗和减少废品率。
节能设备与技术
采用高效节能的设备和技术，如高效电机、节能 灯具等，降低生产过程中的能耗。
余热回收利用
将生产过程中产生的余热进行回收利用，如用于 预热原材料或供热等，提高能源利用效率。
泡沫塑料成型工艺资料
— 泡沫塑料成型
泡沫塑料是以树脂为基本 组分而内部具有无数微孔性 气体的塑料制品，又称为多 孔性塑料或微孔塑料。 从理论上说，几乎所有热 固性和热塑性塑料都能制成 泡沫塑料，但其发泡技术的 难易有所差别。
(1)按原料分类：把热固性和热 塑性树脂制成的泡沫塑料分 为聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙 烯、聚丙烯、聚氯乙烯、等 泡沫塑料。 (2)按泡沫体的软硬程度分类： 可以分为硬质泡沫塑料、软 质泡沫塑料和半硬质泡沫塑 料三种 (3)按泡沫塑料的结构：可以分 为开孔泡沫塑料和闭孔泡沫 塑料两种。 (4)按泡沫体的密度：可以分为 低发泡泡沫、中发泡泡沫和 高发泡泡沫。
一、泡沫塑料分类
二，泡沫塑料的特点
质轻、比强度高、热导率低、 吸湿性低 ( 闭孔泡沫 ) 、弹性 好、绝热；由于塑料内无数 微小气孔的存在，故吸音性 能强；由于泡孔内气体受载 荷作用而压缩，外力消失而 回弹，这种压缩、回弹会消 耗掉冲击载荷的能量，提高 减振性。
三，泡沫塑料加工成型方法
• (1)挤出成型：将含有发泡剂的塑料原料加入挤出机中，经过螺杆旋 转和机筒外的加热，物料被混合、熔融、剪切、塑化。熔融物料连 续通过口模成型，离开口模减压发泡，再经过冷却、牵引、切割或 卷取和检验而成为制品。 • (2)注射成型：将物料及发泡剂加入注射机料斗内，通过螺杆的旋转 及外部加热作用，使其受热熔化至流动状态。在连续的高压下，熔 融塑料被压缩并向前移动，通过喷嘴射出，注入一个温度较低的闭 合模具中，充满模具的物料经冷却硬化，即可保持模具型腔所赋予 的型样，开启模具即得到制品。 • (3)模压成型：将含有发泡剂的混合物放人模具中，经加热、加压发 泡成型。 • (4)浇铸成型：泡沫塑料的浇铸成型类似于金属的浇铸。将已经准备 好的原料(通常是单体、初步聚合或缩聚的预聚体或聚合物、单体的 溶液等)注入模具中使其固化(完成聚合或缩聚反应)，从而得到和模 具型腔相似的制品。 • (5)压延成型：将已经塑化好的塑料熔融物通过一系列相向旋转的加 热辊筒间隙，使物料承受挤压和延展作用，从而得到规定尺寸的连 续片状物。此后，再经过塑化发泡成为泡沫塑料制品。
泡沫塑料的发泡方法及原理
项目二 泡沫塑料的发泡方法及原理
单元二化学发泡法
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。常见的有碳酸氢钠、碳酸铰、偶氮二甲酞胺(俗称AC
发泡剂)、偶氮二异丁腈和N,N一二甲基N,N一二亚硝基对苯二甲酞胺等。 这种方法的特点是:所用设备通常都不很特殊和复杂，且适用于大部分热 塑性塑料的发泡，因此应用广泛。 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;
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的过程。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。
2.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。
响; ⑧发泡剂分解时的发气量应较大。 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，如碳酸铰和碳酸氢钠等。
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项目二 泡沫塑料的发泡方法及原理
(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剂(或称表面活 性剂)。工业上用这种方法生产的主要有聚氨基甲酸酯泡沫塑料，它是由 异氰酸酯与聚酯或聚醚反应所析出的二氧化碳，还有用苯酚与甲醛缩聚 反应所生成的水泡来制造酚醛泡沫塑料的。
泡沫注塑成型工艺流程
泡沫注塑成型工艺流程英文回答：Foam injection molding is a manufacturing process that involves injecting a liquid mixture of polymer and gas into a mold cavity. This process is commonly used to produce various foam products, such as packaging materials, automotive components, and furniture.The foam injection molding process typically consistsof the following steps:1. Preparing the mold: The mold is first prepared by cleaning and applying a release agent to ensure easyremoval of the finished product. The mold is then closedand securely clamped.2. Mixing and heating the polymer: The polymer material, usually in the form of pellets, is mixed with a blowing agent, such as a chemical foaming agent or a physicalblowing agent. The mixture is then heated to a specific temperature to melt the polymer and activate the blowing agent.3. Injecting the mixture: The heated polymer mixture is injected into the mold cavity through a nozzle or sprue.The injection pressure and speed are carefully controlledto fill the mold cavity evenly and prevent any defects.4. Foaming and solidification: As the injected mixture enters the mold cavity, the blowing agent expands and creates bubbles, resulting in the formation of foam. The foam then solidifies and takes the shape of the mold cavity.5. Cooling and demolding: After the foam has solidified, the mold is cooled to allow the foam to fully set. Once cooled, the mold is opened, and the finished foam productis removed.6. Trimming and finishing: The finished foam product may undergo additional trimming and finishing processes to remove any excess material or improve its appearance. Thismay include cutting, sanding, or painting.Foam injection molding offers several advantages, including lightweight construction, excellent insulation properties, and the ability to produce complex shapes. It is a cost-effective and efficient method for manufacturing foam products in large quantities.中文回答：泡沫注塑成型是一种制造工艺，涉及将聚合物和气体的液体混合物注入模具腔中。
技能培训专题塑料发泡成型工艺通用泡沫塑料
技能培训专题塑料发泡成型工艺通用泡沫塑料一、概述泡沫塑料是一种轻质的材料，具有良好的隔热、隔音、吸震和保湿性能，被广泛地应用于建筑、包装、交通工具、电器、家居等领域。
其中，发泡成型技术是一种常见的生产工艺之一，通常用于生产家居用品、玩具、车座等泡沫塑料制品。
二、发泡成型工艺的原理发泡成型是指在加热的模具内，将预制的泡沫板材或颗粒状的发泡原材料加热至一定温度，然后通过自发发泡或外部补发泡的方式，充满整个模具，随后在模具内形成所需产品形状，并在冷却过程中扩散固化，最终脱模而成。
发泡成型工艺的主要步骤包括：原材料准备、加热和发泡、膨胀和成形、冷却和脱模、清洗和加工等环节。
三、泡沫塑料发泡成型工艺的优缺点优点：1. 生产效率高：发泡成型生产效率高，可一次性生产大量产品。
2. 产品质量好：发泡成型产品密度均匀，强度高，耐磨、耐老化、耐腐蚀等性能好。
3. 工艺可调性强：温度、时间等参数能够调整，适应各种加工需求。
4. 节能环保：泡沫塑料发泡成型工艺在原材料利用率和能源消耗等方面表现出色，比其他生产工艺更节能环保。
缺点：1. 只能生产泡沫塑料制品：发泡成型工艺只适合生产泡沫塑料制品，而其他材料的制品难以制造。
2. 要求模具精度高：因为泡沫塑料发泡成型需要在模具内进行，所以对于模具的精度有很高的要求。
一旦模具出现失修情况或偏差，将会导致制品的质量出现问题。
四、泡沫塑料发泡成型工艺的关键影响因素影响泡沫塑料发泡成型产品成形的关键因素主要包括：材料配比、发泡剂、加热方式、加热时间、压力等。
1. 材料配比材料配比是影响产品质量的主要因素之一。
通过调整材料配比，可以使产品的密度、强度、柔软度等性能达到最佳状态。
2. 发泡剂发泡剂可以调整产品的发泡度和密度。
发泡剂种类有物理性发泡剂和化学性发泡剂两种。
物理性发泡剂通过机械力和温度影响，使泡沫颗粒膨胀。
化学性发泡剂是在材料中添加一定数量的化学发泡剂，使材料本身发生化学反应，从而形成气体并膨胀。
泡沫塑料加工工艺
一第、E二PS节泡沫物塑料理的发物泡理发法泡
2.预发泡 ① 定义：加热使EPS珠粒膨胀到一定程度 ② 方法：水蒸气、热水、热空气和红外线
③ 原理：PS软化进入高弹态；发泡剂汽化 ④ 理论发泡倍数与实际发泡倍数
由于加热蒸汽的渗入，理论发泡倍数约比 实际发泡倍数小一倍左右
第三节 化学发泡法
三、聚氨酯泡沫塑料及其成型 2.成型方法 ① 一步法：所有原料一次混合反应成型 ② 二步法：先预聚，再加入各种助剂反
应成 型
聚氨酯高压发泡灌注机
聚氨酯高压发泡机
第一节 气泡形成原理和发泡方法
一、概述 4.材料
PU、PS、PE、PVC UF、PF、EP 有机硅
二1.气第、泡泡一核沫节的塑形料成气气泡泡形形成原成理原理和发泡方法
➢ 汽泡核 溶液由饱和状态进入超饱和状态时，气体就从溶 液中逸出形成小气泡成为气泡核
① 均相成核：气泡核和泡体是同一种物质
② 异相成核：体系中有其它物质起到气泡核的作 用，称为异相成核。
一1.E第、PSE二珠PS粒泡节的沫制塑物备料方的理法物发理发泡泡法
①一步法：苯乙烯、引发剂和发泡剂来自起加入反应釜 中聚合而成。特点：泡孔均匀细小、制品弹性好、操作工序少、 相对分子质量较低
②一步半法：聚合一半加入发泡剂再继续聚合。 特点：相对分子质量稍高
③二步法：悬浮聚合制得PS珠粒，加温加压将低沸 点液体物理发泡剂溶胀到PS珠粒中
23.8
47.6
-29.8
蒸发热/J/g
360 ------------------137
182
147
167
第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
发泡成型工艺的方法过程
发泡成型工艺的方法过程
发泡成型工艺是一种将泡沫塑料显著扩大并形成所需形状的方法。
有许多不同类型的发泡成型工艺，其中一些步骤可能有所不同，但基本方法过程如下：
1. 准备模具：准备一个具有所需形状的模具，通常由金属制成，可以根据产品的设计来制作。
模具可以是单一的，也可以是多个组件的。
2. 准备发泡材料：选择合适的发泡材料，如聚苯乙烯（EPS）、聚氨酯（PU）或聚乙烯（PE）。
根据产品要求，将发泡材料切割成适当的大小和形状，以适应模具。
3. 材料预热：将发泡材料放入发泡机中，通过加热和融化，使其达到适当的粘度和流动性。
加热温度和时间会根据材料的类型和厚度而有所不同。
4. 注入模具：将预热好的发泡材料迅速注入到准备好的模具中。
在注入过程中，可以通过调整注射速度、注射压力和加热温度来控制发泡材料的扩散和填充。
5. 发泡和成型：一旦发泡材料进入模具，它会开始发生发泡反应，并填满模具的空腔。
发泡过程中，温度和压力的控制非常重要，以确保发泡材料可以完全填充模具，并形成所需的形状。
6. 冷却和固化：发泡材料在模具中冷却和固化，通常需要一段时间。
固化过程
中，材料会变得更加稳定和坚固。
7. 模具开启和取出成品：一旦发泡材料完全冷却和固化，模具会被打开，成品从模具中取出。
如果产品需要后续加工或修整，可以采取相应措施。
以上是发泡成型工艺的基本步骤，每个具体的工艺可能会有所不同。
同时，一些工艺可能还涉及附加的步骤，如气体注入、真空处理等，以实现更高的精度和质量。
第八章 泡沫塑料成型
解温度高，易贮存，在聚合物熔体中易分散。
• AC发泡剂的毒性很低，基本上可以认为无毒。
/
30
②发泡组分间相互作用析出气体发泡
• 此法的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。 • 工业上用这种方法生产的主要有聚氨基甲酸 酯泡沫塑料，发泡的气体是由异氰酸酯与聚 酯的羟基或水反应所析出的二氧化碳。 • 其它如利用苯酚与甲醛缩聚所放出的水泡来 制造酚醛泡沫塑料等也属于这一种。/
当熔体离开机筒时，由于 外压突然下降，熔体内的 气体呈过饱和状态，气体 膨胀而成气泡。
挤出和注射发 泡都可采用惰 性气体为发泡 剂，但需设臵 专用的高压输 送和注入惰性 气体设备/
14
• 在发泡过程中，决定泡孔是否均匀细密的关键在
于将发泡剂均布于熔体中，并给予一定的压力。 选择惰性气体作发泡剂时，要特别注意其在聚 合物中的渗透速度。一般要求它具有较低的渗 透率，否则会影响发泡效率。
31
化学和物理发泡剂的比较：
• 泡沫塑料制品的密度可通过调节化学发泡剂的
加入量得到控制。
• 使用化学发泡剂，对加工机器无特殊要求，操
作简单，发泡过程易控制，
• 但化学发泡剂都是粉料，需解决密闭混合及输
送，以防止粉尘污染环境。
• 此外，化学发泡剂副反应引起的腐蚀、制品变
色、有害气体污染等问题较难解决。/
泡核的形成。
•凡均布在熔体中的粒子，如硅 酸铝钠、SiO2和 Fe2O3等，均可
32
• 物理发泡剂分为压缩氮气和液化气体两类： • 压缩氮气直接通入聚合物熔体，如果设备不密 封漏损，气体在熔体中不完全溶入，致使发泡 剂用量较难控制，会影响制品密度。 • 液化气体发泡剂对制品材质无影响，发泡过程 易控制。但是，加工机器需要有发泡剂贮存和 加量控制等辅助设备，以防止有毒气体溢漏而 污染环境。/
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8.1 概 述
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
按硬度分类 软质泡沫塑料：弹性模量E < 70MPa 硬质泡沫塑料: E>700MPa 半硬质泡沫塑料: 70MPa < E<700MPa
第八章 泡沫塑料成型
按制品密度分类
低发泡泡沫塑料：密度大于0.4g/cm3 气体/固体发泡倍率<1.5
有5种方式：红外线预发泡、热空气预发泡、热 水预发泡、蒸汽预发泡和真空预发泡
第八章 泡沫塑料成型
8.3 几 种 典 型 泡 沫 塑 料 的 成 型 工 艺
预发泡有间歇与连续两 种方法。加热设备为红 外线灯、水浴或蒸汽加 热器。实际在工业上,大 多采用连续法,其主要设 备是连续蒸汽预发泡机。
课件
最大发泡倍率为80以上
课件
在低于玻璃化温度下,发泡剂向外逸出,珠粒不 胀大。温度增高,聚合物转变至高弹态,发泡速度与 发泡倍率增大。这是由于发泡剂汽化,形成泡孔,水 蒸汽渗入泡孔,孔内压力增高,孔壁层对拉伸的阻力 减小所致。在更高温度下,聚合物的高弹形变份量 减小而粘流(塑料)形变份量增大,孔壁强度下降,在 发泡程度不大时即破裂,已膨胀的泡孔又出现回缩, 因此发泡倍率必然很小。实践证明,EPS树脂的最 佳发泡温度为104-109℃。
课件
泡 沫 塑 两种方法 料 配方中加入表面活性剂以利于形成微小的气泡从而减 的 少气体的扩散作用来促使气泡的稳定 成 提高聚合物的熔体粘度，防止气泡壁进一步减薄以稳 型 定气泡 原 理
也可通过对物料的冷却或增加聚合物的交联作用来 提高聚合物的熔体粘度，以达到稳定气泡的目的。
在泡沫形成过程中，由于气泡的不断生成和增长， 形成了无数的气泡，使得泡沫体系的体积和表面积增大， 气泡壁的厚度变薄，致使泡沫体系不稳定。要生产泡沫 塑料，就必须使气泡稳定在树脂中。
连续蒸汽预发泡机结构示意图
第八章 泡沫塑料成型
课件
3. 熟化
经预发泡的粒料,需要贮存一段时间,吸收 空气进行熟化,以防止成型后收缩。熟化通常 在大型料仓或开口容器中进行。熟化温度2226℃,熟化时间根据容重要求、珠粒形状及空 气条件而定,一般为8-10h。
8.3 几 种 典 型 泡 沫 塑 料 的 成 型 工 艺
第八章 泡沫塑料成型
2. 时间
8.3 几 种 典 型 泡 沫 塑 料 的 成 型 工 艺
课件
在恒定温度下,发泡倍率随时间增长而增大, 达到最大值后,又随时间延长而减小。在较高温 度下,最大发泡倍率随时间增长减小的趋势更为 急剧,原因是孔壁中细裂纹很快发展成粗裂纹,孔 内压力迅速下降,使泡孔很快收缩。由此可见,高 温发泡时,控制最大发泡倍率很困难,若通水冷却 时间稍微不当,泡孔即发生瘪塌。所以发泡与冷 却时间随温度而定。
钢丝网架聚苯乙烯泡沫塑料夹芯板 冷库墙体保温 包装材料 建筑物的外墙保温 装璜造型 管道保温
课件
8.3 几 种 典 型 泡 沫 塑 料 的 成 型 工 艺
第八章 泡沫塑料成型
3.1 PS泡沫塑料
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。
8.2
有机发泡剂主要是偶氮类、酰肼类或胺类的有机物。 这类有机物受热分解，产生大量的气体。
第八章 泡沫塑料成型
课件
8.2 泡 沫 塑 料 的 成 型 原 理
大多数有机发泡剂是易燃或可能发生爆炸的物质，有 些发泡剂还具有一定的毒性，使用时要有良好的劳动 防护措施。 另一种化学发泡法是利用两组分之间的相互作用产生 的气体进行发泡。工业用这种方法主要生产PU泡沫塑料。
8.2
第八章 泡沫塑料成型 发泡方法
8.2 泡 沫 塑 料 的 成 型 原 理
物理发泡法 化学发泡法 机械发泡法
课件
第八章 泡沫塑料成型 物理发泡法
用低沸点液体蒸发汽化而形成气泡。
课件
8.2 泡 沫 塑 料 的 成 型 原 理
在加压条件下把惰性气体压入熔融塑料或糊塑料 中，然后降低压力，升高温度，溶解气体释放、膨胀 而形成气泡。
第八章 泡沫塑料成型
课件
气泡的形成
将气体溶解在液态聚合物中或将聚合物加热到熔融 态同时产生气体并形成饱和溶液；当体系中的气体超 过其溶解度时，气体就逸出形成无数的微小气泡（称 为泡核），泡核增长而形成气泡。气泡稳定后保留在 塑料，就形成了泡沫塑料。这种泡沫塑料又称为气发 性泡沫塑料。 气发性泡沫塑料中气泡的形成过程可分为三个阶段： 气泡核的形成、气泡的增长和气泡的稳定。
第八章 泡沫塑料成型
PVC注塑发泡凉鞋
8.3 几 种 典 型 泡 沫 塑 料 的 成 型 工 艺
课件
PVC发泡凉鞋，是以聚氯乙烯树脂为主， 加入适量的添加剂，经捏合造粒、注塑成型 制得。发泡凉鞋的特点是鞋底发泡，中间部 位为松软的泡沫层，大底表面为不发泡硬层， 因而底部较全塑凉鞋柔软而富有弹性。注塑 发泡凉鞋的鞋帮虽不发泡，但鞋帮表面仍较 粗糙，需采用特殊漆料进行喷涂，以美化装 饰鞋帮表面。
液中成为均匀的泡沫体，然后再经过物理或化学变化，使 之凝胶、固化而成为泡沫塑料的方法。
第八章 泡沫塑料成型 化学发泡方法
课件
泡 沫 塑 料 的 成 型 原 理
发泡气体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。化学发泡剂分为有机发泡剂和 无机发泡剂。 无机发泡剂主要是碱金属的碳酸盐和碳酸氢盐类。如碳 酸铵和碳酸氢钠等。无机发泡剂具有价廉和不会降低塑料 的耐热性的优点。但与塑料的相容性不好。
第八章 泡沫塑料成型
课件
第八章
8.1 概 述
泡沫塑料成型
泡沫塑料
也称微孔塑料，是整体内含有无数微孔的塑料。 所含泡孔绝大多数是相互连通的泡沫塑料称为 开孔泡沫塑料。所含泡孔绝大多数是互不连通 的泡沫塑料称为闭孔泡沫塑料。
第八章 泡沫塑料成型 本章内容
概论
课件
8.1 概 述
泡沫塑料的成型原理 几种典型泡沫塑料的成型工艺
课件
8.3 几 种 典 型 泡 沫 塑 料 的 成 型 工 艺
挤出发泡法
EPS发泡
使用可发性PS粒料,通过蒸汽箱模塑法、挤出法与 注塑法生产泡沫塑料。此工艺不仅简便、且能制 造各种类型泡沫制品,因此在工业上广泛应用。
第八章 泡沫塑料成型
课件
EPS发泡过程
EPS珠粒的制造 预发泡
8.3 几 种 典 型 泡 沫 塑 料 的 成 型 工 艺
8.2 泡 沫 塑 料 的 成 型 原 理
第八章 泡沫塑料成型 泡核的形成
课件
泡 沫 塑 料 的 成 型 原 理
把发泡剂（或气体）加入到熔融塑料或液体混合物中， 经过一段时间就会形成气-液溶液，随着气体量的增加， 溶液呈饱和状态进而进入超饱和状态，这时，气体就会 从溶液中逸出形成小气泡，这种小气泡称为气泡核。气液溶液中形成气泡核的过程称为成核。 成核有均相成核和异相成核之分。气泡核和泡体是 同一种物质的，叫做均相成核；如果体系中有其他物质 （称为成核剂），能起到气泡核的作用，称为异相成核。 实际生产中常加入成核剂，使成核作用能在较低的气体 浓度下发生，这样形成的气泡细小而均匀。如果不加入 成核剂就可能形成粗大而不均匀的泡孔。
第八章 泡沫塑料成型
PVC泡沫塑料
8.3 几 种 典 型 泡 沫 塑 料 的 成 型 工 艺
课件
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。
第八章 泡沫塑料成型 常见的泡沫塑料制品
课件
8.1 概 述
第八章 泡沫塑料成型
课件
1、概述
泡沫塑料的特点
质轻、导热系数低、吸湿性低（闭孔型）、绝 热、隔音等优点 泡沫塑料的用途 消音、隔热、防冻、保温、缓冲、防震
8.1 概 述
第八章 泡沫塑料成型
泡沫塑料的分类
按泡孔结构分类
课件
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
课件
蒸发热 /J/g ---------137 182 147
第八章 泡沫塑料成型 化学发泡方法
指发泡气体由混合原料中的某些组分的分解或两组分相 互之间的化学作用而产生气体的方法。按气泡生成类型 可分为添加型和反应型两种。
课件
8.2 泡 沫 塑 料 的 成 型 原 理
机械发泡方法
采用强烈地机械搅拌，使空气卷入树脂乳液、悬浮液或溶
第八章 泡沫塑料成型 4. 成型
8.3 几 种 典 型 泡 沫 塑 料 的 成 型 工 艺
课件
常用方法是蒸汽加热模压法与挤出法。 按加热方式又分为蒸缸发泡与液压机直 接蒸汽发泡两种。
第八章 泡沫塑料成型
课件
第八章 泡沫塑料成型 5、影响EPS制品的因素
1. 温度
8.3 几 种 典 型 泡 沫 塑 料 的 成 型 工 艺
8.3 几 种 典 型 泡 沫 塑 料 的 成 型 工 艺
课件
第八章 泡沫塑料成型 2 预发泡
8.3 几 种 典 型 泡 沫 塑 料 的 成 型 工 艺
课件
加热使珠状物膨胀到一定程度,以便模塑时制品 密度获得更大降低,并减小制品内部的密度梯度。经 预发泡的物料仍为颗粒状,但其体积比原来大数十倍, 通称作预胀物。制造密度0.1g/cm3以上的泡沫制品 时,可用珠状物直接模塑,而不必经过预发泡与熟化 两阶段。
第八章 泡沫塑料成型
EPS纸的挤出吹塑
8.3 几 种 典 型 泡 沫 塑 料 的 成 型 工 艺
课件
将EPS珠粒和成核剂挤出吹塑可制成泡 沫塑料纸。