知识点十二 发泡成型

又可以按包装物品的外形、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 绝热材料，也可用于绝热包装。
知识点十二
发泡成型
高分子材料专业 高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)
知识点十二
§1 概述
一、泡沫塑料的分类
发泡成型
二、泡沫塑料的结构与特性
三、发泡方法和发泡原理
§2 物理发泡（聚苯乙烯泡沫塑料 ） §3 化学发泡
一、聚氯乙烯（PVC)泡沫塑料 二、PE泡沫塑料 三、聚氨酯泡沫塑料
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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，
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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 包装物品。
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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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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
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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 A Ｃ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。
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 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中，然后固化成 型制得。
§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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PVC泡沫塑料
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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， 有利于促进泡沫生长。
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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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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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
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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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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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 ⑧发泡剂分解时的发气量应较大。
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。
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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
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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
（ 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
(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。
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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聚苯乙烯泡沫塑料
包装材料
聚苯乙烯泡沫塑料具有重量轻、无毒，有一定弹性，可以模具
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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
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： 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。
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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。
§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。 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。
•聚氯乙烯注塑发泡凉鞋
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。
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二、Leabharlann Baidu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。