泡沫塑料成型工艺
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泡沫塑料成型工艺
.1.
发泡产品简介
.2.
第一节 气泡形成原理和发泡方法
一、概述 1.特点
质轻、比强度高、导热系数低、吸湿性低（闭孔型）、 回弹性好、绝热、隔音等优点 。
2.用途
消音、隔热、防冻、保温、缓冲、防震
3.分类
① 开孔与闭孔 ② 软质与硬质 ③ 低发泡、中发泡与高发泡
.3.
第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
① 物理发泡法
ü 用低沸点液体蒸发汽化而形成气泡 ü 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，使溶解气体释放、膨胀而形成 气泡 ü 在塑料中加入中空微球后固化而制成泡沫塑料。
.9.
第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
① 物理发泡法 ü 发泡气体CO2 N2 ü 发泡液体
.14.
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
学作用产生气体而发泡 Ø 发泡剂 ü 无机发泡剂：主要是碱金属的碳酸盐和碳酸氢盐类。例
如：碳酸铵和碳酸氢钠等。 ü 有机发泡剂：主要是偶氮类、酰肼类或胺类的有机物。 ü 利用两组分之间的相互作用产生的气体进行发泡，如
PU泡沫塑料
.12.
第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
③ 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。
.22.
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
.23.
聚氨酯高压发泡灌注机
.24.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
聚氨酯高压发泡灌注机
.25.
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
.15.
第二节 物理发泡法
一、EPS泡沫塑料的物理发泡
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
.16.
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
.17.
第二节 物理发泡法
1.476
1.565
1.311
9.5 65～70 55～62 -42.5
-0.5 40 3.6
23.8
47.6
-29.8
蒸发热/J/g 360 ------------------137
182
147
167
.11.
第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
③ 化学发泡法 Ø 由混合原料中的某些组分的分解或两组分相互之间的化
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
.18.
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
.19.
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
有机发泡剂分解时放热，无机发泡剂则相反 4.发泡剂分解的促进和抑制
均相成核：形成粗大而不均匀的泡孔。
.5.
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； 影响因素：表面张力和粘度
.6.
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 Ø 其一，加入表面活性剂以利于形成微小的气泡从而减少气
一、概述 4.材料
PU、PS、PE、PVC UF、PF、EP 有机硅
.4.
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 1.气泡核的形成
Ø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。 均相成核与异相成核的区别： 异相成核：成核在低气体浓度下发生，气泡细小而均匀。
体的扩散作用来促使气泡的稳定； Ø 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。 Ø 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。
.7.
第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
① 物理发泡法 ② 化学发泡法 ③ 机械发泡法
.8.
第一节 气泡形成原理和发泡方法
有机发泡剂一般都有其促进剂和抑制剂 5.发泡效率
单位重量的发泡剂产生气体的体积
.20.
第三节 化学发泡法
二、工艺举例（SPVC泡沫鞋底）
原材料的预处理→配制→捏合→塑炼→称量→剪片→模压 发泡→热处理→停放→冲切→打眼→装攀→检验→包装
.21.
第三节 化学发泡法
三、聚氨酯泡沫塑料及其成型
1.原料 （1）二异氰酸酯类 （2）多元醇 （3）催化剂：胺类或有机锡 （4）发泡剂：分为内、外发泡剂两种 （5）表面活性剂 （6）其它助剂：阻燃剂、防老剂等
.10.
发泡剂名称
戊烷 异戊烷 已烷 异已烷 丙烷 丁烷 二氯甲烷 二氯四氟乙烷
（F114） 三氯一氟甲烷
（F11） 三氯三氟乙烷
（F112） 二氯二氟甲烷
（F12）
72.15 86.17 86.17
44 58 84.94 170.90
137.38
187.39
120.90
0.613 0.658 0.655 0.531 0.599 1.325 1.440
.13.
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发泡剂的活化剂。
.1.
发泡产品简介
.2.
第一节 气泡形成原理和发泡方法
一、概述 1.特点
质轻、比强度高、导热系数低、吸湿性低（闭孔型）、 回弹性好、绝热、隔音等优点 。
2.用途
消音、隔热、防冻、保温、缓冲、防震
3.分类
① 开孔与闭孔 ② 软质与硬质 ③ 低发泡、中发泡与高发泡
.3.
第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
① 物理发泡法
ü 用低沸点液体蒸发汽化而形成气泡 ü 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，使溶解气体释放、膨胀而形成 气泡 ü 在塑料中加入中空微球后固化而制成泡沫塑料。
.9.
第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
① 物理发泡法 ü 发泡气体CO2 N2 ü 发泡液体
.14.
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
学作用产生气体而发泡 Ø 发泡剂 ü 无机发泡剂：主要是碱金属的碳酸盐和碳酸氢盐类。例
如：碳酸铵和碳酸氢钠等。 ü 有机发泡剂：主要是偶氮类、酰肼类或胺类的有机物。 ü 利用两组分之间的相互作用产生的气体进行发泡，如
PU泡沫塑料
.12.
第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
③ 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。
.22.
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
.23.
聚氨酯高压发泡灌注机
.24.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
聚氨酯高压发泡灌注机
.25.
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
.15.
第二节 物理发泡法
一、EPS泡沫塑料的物理发泡
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
.16.
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
.17.
第二节 物理发泡法
1.476
1.565
1.311
9.5 65～70 55～62 -42.5
-0.5 40 3.6
23.8
47.6
-29.8
蒸发热/J/g 360 ------------------137
182
147
167
.11.
第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
③ 化学发泡法 Ø 由混合原料中的某些组分的分解或两组分相互之间的化
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
.18.
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
.19.
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
有机发泡剂分解时放热，无机发泡剂则相反 4.发泡剂分解的促进和抑制
均相成核：形成粗大而不均匀的泡孔。
.5.
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； 影响因素：表面张力和粘度
.6.
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 Ø 其一，加入表面活性剂以利于形成微小的气泡从而减少气
一、概述 4.材料
PU、PS、PE、PVC UF、PF、EP 有机硅
.4.
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 1.气泡核的形成
Ø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。 均相成核与异相成核的区别： 异相成核：成核在低气体浓度下发生，气泡细小而均匀。
体的扩散作用来促使气泡的稳定； Ø 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。 Ø 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。
.7.
第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
① 物理发泡法 ② 化学发泡法 ③ 机械发泡法
.8.
第一节 气泡形成原理和发泡方法
有机发泡剂一般都有其促进剂和抑制剂 5.发泡效率
单位重量的发泡剂产生气体的体积
.20.
第三节 化学发泡法
二、工艺举例（SPVC泡沫鞋底）
原材料的预处理→配制→捏合→塑炼→称量→剪片→模压 发泡→热处理→停放→冲切→打眼→装攀→检验→包装
.21.
第三节 化学发泡法
三、聚氨酯泡沫塑料及其成型
1.原料 （1）二异氰酸酯类 （2）多元醇 （3）催化剂：胺类或有机锡 （4）发泡剂：分为内、外发泡剂两种 （5）表面活性剂 （6）其它助剂：阻燃剂、防老剂等
.10.
发泡剂名称
戊烷 异戊烷 已烷 异已烷 丙烷 丁烷 二氯甲烷 二氯四氟乙烷
（F114） 三氯一氟甲烷
（F11） 三氯三氟乙烷
（F112） 二氯二氟甲烷
（F12）
72.15 86.17 86.17
44 58 84.94 170.90
137.38
187.39
120.90
0.613 0.658 0.655 0.531 0.599 1.325 1.440
.13.
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发泡剂的活化剂。