泡沫塑料成型(课堂PPT)
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泡沫塑料成型ppt课件
2018/10/18
韶关学院化学与环境工程学院
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化学发泡剂释放出气体：CO2、N2、NH3 ① 对发泡剂的要求: 分解温度较狭窄而固定； 分解速度能控制；分解时不应大量放热； 气体没有腐蚀性； 发泡剂均匀分布在原料中； 分解残余物无毒，对熔融、硬化无影响； 残余物不应有不愉快气味和颜色等； 价格便宜。
泡沫塑料成型
第一节 概述 一. 泡沫塑料及其特性
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。
2018/10/18
韶关学院化学与环境工程学院
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泡沫用原料：几乎所有热固性、热塑性塑料 常用PS、PU、PVC、PE、UF(超滤膜）、PF （Phenol Formaledlyde，酚醛树脂）、EP、有机硅、 PVF(聚乙烯缩甲醛)和PMMA ★优点： 密度低；隔热性能好；吸声；减震性能好 二. 泡沫塑料的类型 1. 按软硬程度区分 硬质泡沫塑料：无柔韧性、压缩硬度大，应力达到一 定值才变形、解除应力后不能恢复原状的泡沫塑料。 软质泡沫塑料：富有柔韧性、压缩硬度小、应力解除 后能恢复原状、残余变形较少的泡沫塑料。
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三、泡沫塑料的应用 建筑、交通运输、轻工、日用品应用广泛
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第二节 泡沫塑料的发泡方法及原理
一、机械发泡法 这种发泡方法（气体混入法）是采用强烈的机械搅拌使空 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，固化成为泡沫塑料。为缩短成 型周期可通入空气和加入乳化剂或表面活性剂。其特点是无需 特别加入发泡剂，但缺点是所需设备要求较高。通常应用于脲 醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯溶液等泡沫塑料。 主要用于：SPVC、UF等
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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泡沫塑料的成型济南大学化学化工学 院
•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—化学发泡工艺(塑料成型加工课件)
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 4、发泡剂的分解和抑制 5、发泡效率 6、发泡剂的并用
1.分解温度
低温型发泡剂 高温型发泡剂的条件其加工。
热塑性塑料：基体树脂的软化温度与熔融温度与发泡剂 的分解温度要接近。
热固性塑料：基体树脂的固化温度与发泡剂的分解温度 要接近。
发泡成型
化学发泡
一、化学发泡概述
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。按照发泡的原理不问，工业上常用的化 学法有两种： （1）发泡气体是由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）发泡气体是出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。
二、化学发泡剂
化学发泡剂又称分解性发泡剂，它是一种热敏性化合 物，能偶均匀分散于树脂中，在加工温度下发生化学变化 或迅速分解产生一种或多种气体，使树脂发泡。
无机发泡剂
有机发泡剂
理想的化学发泡剂应该满足以下要求：
（1）分解温度必须在一定的狭窄范围之内，并接近聚合物的熔点 和硬化温度； （2）分解放出气体的速率必须足够高，并能够控制； （3）分解放出的气体和分解残渣必须无腐蚀性，无毒，不可燃。 气体应无不良气味，残渣应无色、不污染； （4）分解残渣应与聚合物相容性较好； （5）分解过程不应释放大量的热； （6）发泡剂本身本身产生的气体必须容易分散或溶解在聚合物中； （7）发泡剂本身和分解产物不应影响硫化速率或熔融速率； （8）分解速率不应受压力的影响；、 （9）分解气体在聚合物中具有低的扩散速率； （10）贮存稳定 （11）价格低廉
2.分解速率 3.反应热
泡沫塑料加工工艺 ppt课件
比实际发泡倍数小一倍左右
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
化学工业出版社
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
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
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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
泡沫塑料的成型培训讲义(ppt 17页)
第九章 泡沫塑料的成型
• 主讲：
无忧PPT整理发布
泡沫塑料成型简介
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。
9.2 聚苯乙烯泡沫塑料
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 泡刑制得，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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9.3 聚氯乙烯泡沫塑料
聚氯乙烯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。
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—
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9.4 聚氨酯泡沫塑料
聚氨酯泡沫塑料是以多元异氰酸酯和多 元醇为主要原料，加入催化剂、发泡剂和表面 活性剂等，在充分混合下反应形成的轻质发泡 材料。发泡气体有时也可以是由异氰酸酯和水 反应生成的二氧化碳。聚氨酯泡沫塑料具有整 体密度小，比强度高，导热系数低以及耐油、 耐寒、防震和隔音性能好等优点，并且加工简 单，容易制得。在日常生活和国民经济各部门 中得到广泛应用，其产量在各种泡沫期料中名 列前茅。
• 主讲：
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泡沫塑料成型简介
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。
9.2 聚苯乙烯泡沫塑料
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 泡刑制得，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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9.3 聚氯乙烯泡沫塑料
聚氯乙烯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。
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—
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9.4 聚氨酯泡沫塑料
聚氨酯泡沫塑料是以多元异氰酸酯和多 元醇为主要原料，加入催化剂、发泡剂和表面 活性剂等，在充分混合下反应形成的轻质发泡 材料。发泡气体有时也可以是由异氰酸酯和水 反应生成的二氧化碳。聚氨酯泡沫塑料具有整 体密度小，比强度高，导热系数低以及耐油、 耐寒、防震和隔音性能好等优点，并且加工简 单，容易制得。在日常生活和国民经济各部门 中得到广泛应用，其产量在各种泡沫期料中名 列前茅。
泡沫塑料成型-PPT精选文档
泡沫塑料的分类
塑料工艺
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
泡沫塑料的分类
塑料工艺
• 此外，还有结构泡沫塑料Structure foam 和组合性泡沫塑 料Integral foamm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
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，化学发抱是借助于 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。
塑料工艺
三、 发泡方法和发泡原理
塑料工艺
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。
泡沫塑料成型护理课件
隔音材料
泡沫塑料用于建筑隔音材料，减 少噪音污染，提高居住和工作环
境的舒适度。
保温材料
泡沫塑料具有优良的保温性能， 用于建筑保温材料，降低能源消
耗。
装饰材料
泡沫塑料可加工成各种形状和纹 理，用于建筑装饰材料，美化室
内环境。
包装行业应用案例
缓冲包装
泡沫塑料用于制造缓冲包装材料，保护产品在运 输过程中不受损坏。
CHAPTER 04
泡沫塑料成型工艺参数
温度控制
温度对泡沫塑料的密度和泡孔 结构有重要影响。
温度过高可能导致泡孔过大或 合并，温度过低则可能导致泡 孔过小或闭孔。
合适的温度范围应根据具体的 泡沫塑料类型和加工条件确定 。
压力调节
压力对泡孔的均匀性 和泡孔密度有直接影 响。
压力调节应根据发泡 剂的类型和加工设备 进行合理设置。
热压成型机
利用热压工艺将塑料片材加热 软化后压制成型。
卧式成型机
主要用于生产大型和中型厚壁 制品，如汽车保险杠、仪表板 等。
注塑机
通过高压注射熔融塑料，适用 于生产各种形状和尺寸的制品 。
压延成型机
将塑料熔体经过一系列辊轮连 续压制成薄膜或片材。
成型机工作原理与操作
成型机工作原理
通过加热、加压等方式将 塑料熔体注入模具中，冷 却固化后脱模得到制品。
材料配比与混合
配比
根据所需的性能和用途，选择合适的 聚合物、催化剂、交联剂、发泡剂等 原料，按照一定比例进行配比。
混合
将配比好的原料进行混合，均匀分散 各组分，以保证最终产品的性能稳定 。
CHAPTER 03
泡沫塑料成型设备
成型机种类与特点
立式成型机
《泡沫塑料成型》课件
事项
选择
讨论泡沫塑料成型所涉及
列举泡沫塑料成型过程中
指导如何选择适合的泡沫
的环境保护问题和解决方
需要注意的关键问题。
塑料成型材料。
案。
泡沫塑料成型的应用
电子产品ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ装
介绍泡沫塑料在电子产品包装方面的应用。
汽车制造
列举泡沫塑料在汽车制造中的应用。
建筑隔热材料
探讨泡沫塑料在建筑隔热材料领域的应用案例。
其他领域
《泡沫塑料成型》PPT课 件
这是一份关于泡沫塑料成型的PPT课件。通过本课件，您将了解泡沫塑料的介 绍、优势、种类、成型过程和方法、设备、注意事项以及应用等相关内容。
什么是泡沫塑料？
1 泡沫塑料简介
介绍泡沫塑料的定义和特 点。
2 泡沫塑料的优势
探讨泡沫塑料相对于普通 塑料的优点和应用领域。
3 泡沫塑料的类型
介绍泡沫塑料的不同种类 及其特点。
泡沫塑料成型过程
1
泡沫塑料成型的基本原理
解释泡沫塑料成型的基本工作原理和原理。
2
泡沫塑料成型的基本参数
介绍影响泡沫塑料成型的关键参数及其作用。
3
泡沫塑料成型的分类
讨论几种常见的泡沫塑料成型分类方法。
泡沫塑料成型方法
注射成型
详细介绍泡沫塑料的注射成型工 艺和应用。
低密度泡沫塑料成型
探究低密度泡沫塑料成型的过程 和应用领域。
高密度泡沫塑料成型
介绍高密度泡沫塑料成型工艺和 特点。
泡沫塑料吹塑成型和挤塑成型
吹塑成型
讨论泡沫塑料的吹塑成型技术和应用案例。
挤塑成型
探究泡沫塑料的挤塑成型过程和适用性。
泡沫塑料成型注意事项
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②发泡剂的选择 a. 物理发泡剂
空气、惰性气体、低沸点液体 优点：无分解热，塑料不会烧焦和变黄； 缺点：不易分散均匀 b. 化学发泡剂
受热能释放出气体的物质。
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（二）泡沫塑料的发泡原理
选择考虑因素 (1)分解温度：发泡剂应能在一狭窄的温度范围内
迅速分解 (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。 (4)发泡剂分解的抑制和促进
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（二）泡沫塑料的发泡原理
(5)发泡效率：有机发泡剂分解出的氮气比无机发泡 剂分解出的二氧化碳气体发泡效率高，
原因：二氧化碳对塑料泡壁的扩散速度比氮气高。 (6)发泡剂的并用 当有机与无机发泡剂并用时较单独
使用有机或无机发泡剂能显示较好的效果。
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（2）两步法
半预聚法
一部分多元醇与 全部异氰酸酯
混合
多元醇和水，催 化剂、表面活性 剂或其它添加剂 半预聚物
发泡
产品
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（二）泡沫塑料的发泡原理
1、泡核形成
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，这些气泡仍分布在 聚合物溶液中，被浓稠液包围，形成气泡核。
大量均匀分布的气泡核
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（一）泡沫塑料的成型过程（PU为例）
（1）一步法
添加剂 聚酯或聚醚 异氰酸酯
熟化
混合
发泡
辊压
切片
成品
熟化目的：使聚合反应进行完全，聚合物分子量增 加，制品机械强度增加；多余催化剂挥发。
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（2聚醚树脂与过 量的异氰酸酯
其它组分
预聚体
混合
发泡
熟化
制品
优点：原料组分黏度小；设备简单；生产周期短。 缺点：逸出较多异氰酸酯气体，生产过程难控制。
②加低沸点液体（PS、PE）（可发性珠粒法） 先溶入聚合物颗粒中，然后将聚合物加热软化， 液体也随之蒸发气化而发泡。
③溶解可溶组分（溶解泡沫塑料） ④加入中空微球（组合泡沫塑料）
在塑料中加入中空微球后经固化而制成泡沫塑 料。
14
(一)物理发泡法(PVC)
物理发泡法的优点：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。
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（二）泡沫塑料的发泡原理
化学发泡剂类型: 无机发泡剂 常用：碱金属的碳酸盐和碳酸氢盐， 优点：价廉，不降低塑料的耐热性，因对聚合物无
增塑作用。 缺点：不能与塑料混溶，分解气体的速率受压力的
影响大。
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（二）泡沫塑料的发泡原理
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:偶氮二甲酰氨（AC）、AIBN等
泡沫均匀的泡体
强化成核过程的措施： 加成核剂、表面活性剂、提高气体在熔体或 溶液中的过饱和度。
22
（二）泡沫塑料的发泡原理
2、泡沫的增长
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。
半硬质泡沫塑料，模量等于70～700 kg／cm2
硬质泡沫塑料，大于700 kg／cm2
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2. 发泡方法和发泡原理
发泡方法
物理 化学
机械
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(一)物理发泡法(PVC)
指利用物理原理发泡的方法。
①加惰性气体
高压 惰性气体
溶于熔融聚合物或 糊状复合物
减压、放气
膨胀、发泡。
13
(一)物理发泡法(PVC)
优点：氮气的化学行为比较迟钝，在有机聚 合物中有较大的分散性。
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4.泡沫塑料成型设备
4.1 机械发泡设备 钢或不锈钢圆筒和搅拌系统组成。
顺转 桨叶向上 鼓泡 逆转 桨叶向下 出料
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4.2 物理发泡设备
（1） 连续蒸汽预发泡机（PS为例）
预发泡
熟化
模塑
预发泡是凭加热使珠状物膨胀到一 定程度，以便模塑制品的密度得到 更多的降低，减少密度梯度形成的 倾向。
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。
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（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。 ①加入化学发泡剂 碳酸氢钠、碳酸铵、偶氮二甲酰胺(俗称AＣ 发泡剂)等： ②聚合物组分间相互作用产生气体发泡。 （PU）
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（二）泡沫塑料的发泡原理
3、影响泡孔结构的因素
①泡沫的稳定 控制泡沫增长和聚合物胶凝化的平衡。
稳定泡沫的方法 ： 一利用表面活性剂，降低表面张力，有利形成微细气
泡，减少气体的扩散作用，使泡孔稳定； 二提高熔体的黏度，防止泡壁进一步减薄来稳定泡沫。
物料的冷却或交联作用，能提高熔体黏度。
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（二）泡沫塑料的发泡原理
5.5 泡沫塑料成型
1、概述 2、泡沫塑料的发泡方法及特点 3、泡沫塑料的成型工艺 4、泡沫塑料成型设备及选用 5、泡沫塑料制品
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泡沫塑料制品
2
3
4
5
6
7
8
9
1、概 述
➢泡沫塑料是以塑料为基本组分而内部具有无数微 小 气孔结构的复合材料，是以塑料构成连续相并 以气 体作为分散相的两相体系。
➢优点： 密度低、比强度高，隔热保温、吸音、防震。
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1、概 述
➢ 泡沫塑料分类方法 按其发泡倍数可分：高发泡（ρ<0.1g／cm3）、中 发泡（0.l～0.4g/cm3 ）和低发泡（ρ>0.4g/cm3 ）
按其结构分：开孔型泡沫塑料和闭孔型泡沫塑料。 按其硬度分：
软质泡沫塑料，弹性模量小于70 kg／cm2
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(三)机械发泡法
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，固化成为泡沫塑料。 如：聚甲醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯、聚氯 乙烯溶胶等泡沫塑料。
工艺特点：待发泡的复合物必需处于液态或粘度 在一定范围内的塑性状态。
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3 泡沫塑料成型过程及原理（PU为例）
可发性PS粒料
进入筒体
受热膨胀
聚氨酯泡沫塑料的原料 (1)二异氰酸酯类 最多的是甲苯二异氰酸酯。 (2)聚酯或聚醚 (3)催化剂 为了加速聚氨酯的形成和混合物的发泡，
主要是叔胺类化合物和有机锡化合物 。 (4)发泡剂 异氰酸酯与水作用生成的二氧化碳。 (5)表面活化剂 为了降低发泡液体的表面张力以使成
泡容易和泡沫均匀，又使水(产生二氧化碳的)能 与聚酯或聚醚均匀混合.
空气、惰性气体、低沸点液体 优点：无分解热，塑料不会烧焦和变黄； 缺点：不易分散均匀 b. 化学发泡剂
受热能释放出气体的物质。
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（二）泡沫塑料的发泡原理
选择考虑因素 (1)分解温度：发泡剂应能在一狭窄的温度范围内
迅速分解 (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。 (4)发泡剂分解的抑制和促进
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（二）泡沫塑料的发泡原理
(5)发泡效率：有机发泡剂分解出的氮气比无机发泡 剂分解出的二氧化碳气体发泡效率高，
原因：二氧化碳对塑料泡壁的扩散速度比氮气高。 (6)发泡剂的并用 当有机与无机发泡剂并用时较单独
使用有机或无机发泡剂能显示较好的效果。
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（2）两步法
半预聚法
一部分多元醇与 全部异氰酸酯
混合
多元醇和水，催 化剂、表面活性 剂或其它添加剂 半预聚物
发泡
产品
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（二）泡沫塑料的发泡原理
1、泡核形成
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，这些气泡仍分布在 聚合物溶液中，被浓稠液包围，形成气泡核。
大量均匀分布的气泡核
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（一）泡沫塑料的成型过程（PU为例）
（1）一步法
添加剂 聚酯或聚醚 异氰酸酯
熟化
混合
发泡
辊压
切片
成品
熟化目的：使聚合反应进行完全，聚合物分子量增 加，制品机械强度增加；多余催化剂挥发。
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（2聚醚树脂与过 量的异氰酸酯
其它组分
预聚体
混合
发泡
熟化
制品
优点：原料组分黏度小；设备简单；生产周期短。 缺点：逸出较多异氰酸酯气体，生产过程难控制。
②加低沸点液体（PS、PE）（可发性珠粒法） 先溶入聚合物颗粒中，然后将聚合物加热软化， 液体也随之蒸发气化而发泡。
③溶解可溶组分（溶解泡沫塑料） ④加入中空微球（组合泡沫塑料）
在塑料中加入中空微球后经固化而制成泡沫塑 料。
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(一)物理发泡法(PVC)
物理发泡法的优点：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。
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（二）泡沫塑料的发泡原理
化学发泡剂类型: 无机发泡剂 常用：碱金属的碳酸盐和碳酸氢盐， 优点：价廉，不降低塑料的耐热性，因对聚合物无
增塑作用。 缺点：不能与塑料混溶，分解气体的速率受压力的
影响大。
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（二）泡沫塑料的发泡原理
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:偶氮二甲酰氨（AC）、AIBN等
泡沫均匀的泡体
强化成核过程的措施： 加成核剂、表面活性剂、提高气体在熔体或 溶液中的过饱和度。
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（二）泡沫塑料的发泡原理
2、泡沫的增长
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。
半硬质泡沫塑料，模量等于70～700 kg／cm2
硬质泡沫塑料，大于700 kg／cm2
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2. 发泡方法和发泡原理
发泡方法
物理 化学
机械
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(一)物理发泡法(PVC)
指利用物理原理发泡的方法。
①加惰性气体
高压 惰性气体
溶于熔融聚合物或 糊状复合物
减压、放气
膨胀、发泡。
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(一)物理发泡法(PVC)
优点：氮气的化学行为比较迟钝，在有机聚 合物中有较大的分散性。
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4.泡沫塑料成型设备
4.1 机械发泡设备 钢或不锈钢圆筒和搅拌系统组成。
顺转 桨叶向上 鼓泡 逆转 桨叶向下 出料
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4.2 物理发泡设备
（1） 连续蒸汽预发泡机（PS为例）
预发泡
熟化
模塑
预发泡是凭加热使珠状物膨胀到一 定程度，以便模塑制品的密度得到 更多的降低，减少密度梯度形成的 倾向。
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。
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（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。 ①加入化学发泡剂 碳酸氢钠、碳酸铵、偶氮二甲酰胺(俗称AＣ 发泡剂)等： ②聚合物组分间相互作用产生气体发泡。 （PU）
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（二）泡沫塑料的发泡原理
3、影响泡孔结构的因素
①泡沫的稳定 控制泡沫增长和聚合物胶凝化的平衡。
稳定泡沫的方法 ： 一利用表面活性剂，降低表面张力，有利形成微细气
泡，减少气体的扩散作用，使泡孔稳定； 二提高熔体的黏度，防止泡壁进一步减薄来稳定泡沫。
物料的冷却或交联作用，能提高熔体黏度。
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（二）泡沫塑料的发泡原理
5.5 泡沫塑料成型
1、概述 2、泡沫塑料的发泡方法及特点 3、泡沫塑料的成型工艺 4、泡沫塑料成型设备及选用 5、泡沫塑料制品
1
泡沫塑料制品
2
3
4
5
6
7
8
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1、概 述
➢泡沫塑料是以塑料为基本组分而内部具有无数微 小 气孔结构的复合材料，是以塑料构成连续相并 以气 体作为分散相的两相体系。
➢优点： 密度低、比强度高，隔热保温、吸音、防震。
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1、概 述
➢ 泡沫塑料分类方法 按其发泡倍数可分：高发泡（ρ<0.1g／cm3）、中 发泡（0.l～0.4g/cm3 ）和低发泡（ρ>0.4g/cm3 ）
按其结构分：开孔型泡沫塑料和闭孔型泡沫塑料。 按其硬度分：
软质泡沫塑料，弹性模量小于70 kg／cm2
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(三)机械发泡法
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，固化成为泡沫塑料。 如：聚甲醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯、聚氯 乙烯溶胶等泡沫塑料。
工艺特点：待发泡的复合物必需处于液态或粘度 在一定范围内的塑性状态。
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3 泡沫塑料成型过程及原理（PU为例）
可发性PS粒料
进入筒体
受热膨胀
聚氨酯泡沫塑料的原料 (1)二异氰酸酯类 最多的是甲苯二异氰酸酯。 (2)聚酯或聚醚 (3)催化剂 为了加速聚氨酯的形成和混合物的发泡，
主要是叔胺类化合物和有机锡化合物 。 (4)发泡剂 异氰酸酯与水作用生成的二氧化碳。 (5)表面活化剂 为了降低发泡液体的表面张力以使成
泡容易和泡沫均匀，又使水(产生二氧化碳的)能 与聚酯或聚醚均匀混合.