第八章 泡沫塑料加工工艺
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—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
硬质聚氨酯泡沫塑料工艺流程
硬质聚氨酯泡沫塑料工艺流程一、原料准备。
这硬质聚氨酯泡沫塑料的制作呀，原料那可是相当关键的。
咱得有多元醇和异氰酸酯这俩主角呢。
多元醇就像是一个特别温和包容的小伙伴，而异氰酸酯呢，比较活泼好动。
这两种原料的质量和比例可得把握好。
就好比做菜，盐放多放少那味道可差远了。
而且呀，这原料还得保存好，不能受潮啦，不能被污染啦，要不然做出来的泡沫塑料就可能有问题呢。
除了这俩主要原料，有时候还会加入一些助剂，像发泡剂呀，催化剂之类的。
发泡剂就像是一个小魔法师，能让这材料像吹气球一样鼓起来变成泡沫。
催化剂呢，就像一个小助手，加快反应的速度，要是没有它，这反应可能就慢吞吞的，可不行。
二、混合环节。
接下来就是混合这一步啦。
这多元醇、异氰酸酯还有那些助剂呀，得把它们都放到一个专门的混合设备里。
这个设备就像是一个大搅拌器，把这些原料搅和得特别均匀。
你可别小看这个搅拌，要是搅得不均匀，那做出来的泡沫塑料可能有的地方硬，有的地方软，就像一个蛋糕有的地方烤糊了，有的地方还没熟一样尴尬。
这个混合的时候呢，要控制好温度哦。
温度太高了，这些原料可能就太兴奋了，反应就会变得很奇怪。
温度太低呢，它们又懒洋洋的，不愿意好好反应。
就像人一样，太热了烦躁，太冷了没精神。
三、发泡过程。
混合好之后呀，就开始发泡喽。
这时候可神奇了，在发泡剂的作用下，这个混合物就开始像被施了魔法一样，一点点地膨胀起来。
就像吹泡泡一样，不过这个泡泡是固态的呢。
在发泡的过程中，要注意周围的环境哦。
如果环境的湿度太大，可能会影响发泡的效果。
就像我们的头发，如果在很潮湿的天气，就容易变得塌塌的，没有造型。
发泡的时候，它会慢慢地形成那种蜂窝状的结构，这个结构可是很重要的，它决定了泡沫塑料的很多性能，比如说强度啦，隔热性能啦。
四、成型阶段。
发泡到一定程度之后，就开始成型啦。
这时候就像给这个正在成长的“小泡沫”找个合适的形状。
可以把它放到模具里，让它按照模具的形状来成型。
这个模具就像是一个小房子，泡沫在里面慢慢长大，最后就变成了模具的形状。
发泡塑料生产工艺
发泡塑料生产工艺发泡塑料是一种具有轻质、隔热、隔音和防震等特性的新型材料，广泛应用于包装、建筑、交通运输及其他领域。
下面将介绍一下发泡塑料的生产工艺。
首先是原料准备。
发泡塑料的主要原料是聚苯乙烯（EPS，Expanded Polystyrene）颗粒和发泡剂。
聚苯乙烯颗粒是由石油为原料经过聚合、加工制成的。
发泡剂是一种能产生气泡和膨胀的物质，常用的发泡剂有氟利昂、氨脂等。
在生产过程中，需要根据不同的要求选择合适的原料。
第二步是预发泡。
将聚苯乙烯颗粒和发泡剂放入发泡机中进行加热和搅拌。
加热使颗粒融化，搅拌使发泡剂均匀分散在颗粒中。
在加热过程中，发泡剂开始分解产生气体，使颗粒膨胀成为发泡塑料。
第三步是成型。
将预发泡的聚苯乙烯颗粒放入模具中，施加一定的压力进行成型。
模具的形状可以根据产品的需要进行设计和调整。
在成型过程中，加热使颗粒继续融化，产生的气体填充到颗粒中，使其膨胀成为完全发泡的塑料制品。
第四步是冷却和定型。
成型好的发泡塑料制品需要经过冷却，使其固化。
冷却过程可以通过自然冷却或者用冷却器进行加速。
定型是将发泡塑料制品的形状固定下来，可以通过模具或者其他方法实现。
最后是后处理和检验。
发泡塑料制品生产完成后，需要进行后处理和检验。
后处理包括修整、清洁和包装等工序，保证制品的外观和质量。
检验是对制品的尺寸、密度、强度等进行检测，以确保符合相关标准和要求。
以上就是发泡塑料的生产工艺的基本过程。
发泡塑料具有成本低、重量轻、隔热性能好、易加工等优点，被广泛应用于各个领域。
随着科技的进步和环保的要求，发泡塑料的生产工艺也在不断改进和完善，以满足市场的需求。
未来，发泡塑料的应用范围将更加广泛，带来更多的经济和环境效益。
塑料成型工艺学第八章__发泡成型
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。
—缺点是设备投资较大
◆ 实例（聚苯乙烯泡沫塑料）
—方法1. 将高相对分子量的聚苯乙烯在挤出机内熔融
塑化，在高压下把发泡剂（二氯甲烷和氯甲烷）注入塑化 段，从口模中把混合物挤出，经过气体膨胀、缓冷和切割 等处理聚苯乙烯片材；其缺点是泡孔尺寸不容易控制。
—方法2. 将高相对分子量的聚苯乙烯与发泡液体预制
低发泡、中发泡和高发泡塑料。低发泡是指密度为 0.4g/cm3 , 气体/固体<1.5的泡沫；中发泡是指密度为0.10.4g/cm3 , 气体/固体=1.5-9的泡沫；中发泡是指密度为 0.1g/cm3 , 气体/固体>9的泡沫；
泡沫材料的用途见表9－1！！！
8.1 物理发泡法
◆ 特点
—优点是毒性小、发泡原料成本低、发泡剂无残留；
◆ 化学发泡剂的选择
—选择发泡剂要考虑的几个因素有分解温度、分解速率、反应热量、
发泡剂的分解抑制和促进、发泡效率、发泡剂的并用
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。
聚氢酯泡沫照料按其生产原料不同可分为聚醚型和聚 酯型；按制品的性能不同又可分为软质、半硬质和硬质泡 沫塑料；按生产方法还可分为一步法和两步法(包括预聚 法和半预聚法)。两步法是早期使用的生产方法，其中预 聚法目前使用较少，广泛使用的是—步法和半预聚法。
聚氨酯化学与工艺8泡沫讲解
1、混合后料液加入管 2、PE薄膜桶 3、加热块 4、带针输送带 5、切割机
垂直发泡设备示意图
垂直发泡设备
垂直发泡工艺的优点如下：
①可以用较小的流量（如40～70kg/min)得到大 截面积（如1m×2m)的泡沫块料，而通常用水 平发泡机要得到同样截面的块料，流量水平要 比垂直发泡大3～5倍；
舒适性 耐久性 综合物性
热模塑泡沫 好 较好 较好 较好
冷模塑泡沫 稍差 更好 优 优
4.5.3.2 热模塑软泡
1.原料配方体系
热熟化模塑软泡又称热模塑泡沫。其所用的主 原料与普通聚醚块泡原料差别不大。
一般使用水和异氰酸酯反应放出的二氧化碳作为 发泡剂，100份聚醚多元醇的水用量多为2.5～4份。 泡沫的密度主要通过改变水量进行调节，为了降密度 及硬度也可加入适量的物理发泡剂。
②由于泡沫块横截面大，不存在上下表皮，边皮 也较薄，因而大大减少了切割损失；
③设备占地面积小，厂房高度约12～13m，厂房 和设备投资费用较水平发泡工艺的低；
④可以方便地通过更换料斗及模型，可生产圆 柱形或矩形泡沫体，特别是可生产供旋切的圆 块泡坯料。 垂直发泡机生产的泡沫块料的长度不能 太长，密度过大或过小的泡沫在生产上也有一 定困难。但垂直发泡机的经济性(投资省、成 品率高)及生产灵活性，使得到迅速发展。
4.5.2.4 软泡的后加工
切断
旋转切割
仿形切割
仿形切割
仿形切割
仿形切割
旋转辊异形切割
切 片2
旋切片材
连续薄片旋切
4.5.2.5 配方原料体系对块泡性能的影响
1、多元醇
用于普通块状泡沫的聚醚多元醇，分子量一般 为3000～4000，以聚醚三醇为主。高回弹泡沫则多 采用分子量在4500～6000的聚醚三醇。
塑料泡沫条的加工工艺
塑料泡沫条的加工工艺嘿，朋友！您知道塑料泡沫条吗？这玩意儿在咱们生活里可不少见呢！从包装材料到建筑保温，到处都有它的身影。
今天咱就来唠唠塑料泡沫条的加工工艺，这可是个有趣又实用的话题。
先来说说原材料的选择。
这就好比做菜选食材，得精挑细选。
优质的塑料颗粒是基础，就像好的面粉才能做出美味的面包一样。
要是原材料不行，后面再怎么努力也白搭。
然后就是加热融化这一步。
把选好的塑料颗粒放进专门的加热设备里，温度得控制好，太高了会糊，太低了又化不开，这就跟炒菜火候的把握一样重要。
加热到恰到好处，塑料颗粒就变成了黏糊糊的“粥”。
接下来是挤出成型。
这一步就像是做面条，通过模具把融化的塑料挤出来，形成长条状。
模具的形状和尺寸决定了泡沫条的粗细和形状，想要啥样的泡沫条，就得有对应的模具，这就跟不同的模具能做出不同形状的饼干一个道理。
挤出之后还没完，得让它冷却定型。
这时候可不能心急，得慢慢等它自然冷却，不然就容易变形，就像刚出锅的馒头，急着拿出来就会塌下去。
定型之后，还得进行切割。
根据需要的长度，把长长的泡沫条切成一段一段的。
这切割可得精准，不能长一截短一截的，不然怎么用呀？在整个加工过程中，质量把控可是重中之重。
就像考试的时候要认真检查答案一样，每一个环节都不能马虎。
要是有气泡、裂缝或者尺寸不对，那这泡沫条可就不完美啦。
您想想，要是包装用的泡沫条质量不好，东西在运输过程中不就容易受损吗？要是建筑保温用的泡沫条有问题，那冬天屋里不就冷飕飕的啦？所以说，塑料泡沫条的加工工艺虽然看似简单，实则暗藏玄机。
每一个步骤都需要精心操作，严格把关，才能做出优质的塑料泡沫条。
怎么样，您是不是对塑料泡沫条的加工工艺有了新的认识呢？。
泡沫塑料成型工艺
• (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。
聚氨酯泡沫塑料是 RIM生产技术的主要产 品之一
三.吹塑发泡技术
吹塑发泡技术是一种新工艺， 它的基本过程与普通塑料的 中空吹塑成型相似，主要步 骤如下。
(1)用挤出法或注射法生产预 成型坯件。
(2)将未发泡和少量发泡(注射 法)、已发泡(挤出法)的坯件 放入中空成型模具，闭模后 加热使坯件变软并完成发泡。
可促使泡沫稳定。
泡沫塑料成型工艺控制
• 一，聚苯乙烯泡沫塑料——利用 溶解液体为发泡剂的发泡法
• 聚苯乙烯泡沫塑料是泡沫塑料中 的主要产品之一。
• (一)聚苯乙烯泡沫塑料发泡方法 • 聚苯乙烯泡沫塑料主要采用物理
发泡法，以溶解液体为发泡剂制 造。 • (二)聚苯乙烯泡沫塑料成型方法 • 聚苯乙烯泡沫塑料成型方法主要 有模压成型、可发性珠粒模压成 型、挤出成型。
• (二)气泡增长 气泡形成之后，气泡内气体压力与其半径成反比，气泡越小，内 部压力就越高。当两个尺寸大小不同的气泡靠近时，气体从小气泡扩散到大气泡 而使气泡合并，并通过成核剂的作用大大增加了气泡的数量；加上气泡膨胀使气 泡的孔径扩大，从而泡沫得到增长。
• A:影响液体中气泡膨胀的因素 • (1)熔体黏度 • (2)熔体的弹性 • (3)发泡剂 • (4)气体扩散系数 • (5)气液界面张力 • (6)温度 • (7)压力 • (三)气泡的稳定和固化过程 气液相共存的体系多数是不稳定的。 • B:稳定气泡的方法有三种： • (1)提高熔体的黏弹性 (2)控制膨胀速度，兼顾气泡壁应力松弛所需时间。 • (3)在泡沫配方中加人表面活性剂，有利于形成微小气泡，减少气体的扩散作用，
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
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
聚乙烯泡沫塑料成型方法
聚乙烯泡沫塑料成型方法聚乙烯泡沫塑料的成型方法有很多，主要分为挤出发、模压法和可发性珠粒法．我国主要采用挤出法和模压法生产聚乙烯泡沫塑料产品．一、挤出法挤出法是将含有发泡剂的聚乙烯熔融物料从挤出机头口模挤出，熔融物料从高压降为常压时，溶于熔融物料中的气体膨胀而进行发泡．发泡剂的加入形式有三种：①在树脂中加入热分解型发泡剂；②在挤出机中部熔融段加压注入低沸点液体发泡剂；③用浸渍法制备含有挥发性发泡剂的可发性珠粒然后再挤出发泡．第一种称为化学发泡，用于很多低发泡制品，如电线电缆电绝缘层的制备．第三种需在挤出之前制备可发性珠粒．以下重点介绍第二种发泡方法，也称物理发泡方法．1. 原料的规格及配方原料的规格以及配方见表6-4表6-4 原料规格以及配方原料规格配方／质量份聚乙烯发泡剂碳酸氢钠柠檬酸熔体流动速率1g／10min，密度920kg/m3，熔融温度114℃，软化温度90℃相对密度1.44，沸点36℃工业极工业极10010～200.1～0.30.1～0.32.挤出发泡工艺挤出发泡工艺简单，只要在挤出机中部的熔融段注入沸点为-30～20℃的挥发性发泡剂即可挤出发泡．与挤出聚苯乙烯泡沫塑料相似，为了使气泡细微，结构均匀，可加入少量成核剂，如加入0.01％～1％的有机酸、碳酸盐或酸式碳酸盐、粉末状二氧化硅等．挤出温度选择在比熔融温度低5℃至软化点之间，挤出温度选择适当可制得发泡倍率为20倍的聚乙烯发泡塑料．3.挤出发泡过程生产中先将混合均匀的原料从料斗进入挤出机，由螺杆旋转压实，并在机筒中熔融塑化，从挤出机中部的注入口用计量泵将发泡剂注入熔融物料中，经机械搅拌与物料完全混合．温度均匀的熔融物料从机头漠口挤出，经吹塑发泡得表面有珍珠状美丽的光泽而内部的泡孔结构均均匀的聚乙烯泡沫片材，还可以加入一些颜料制得各种颜色艳丽的聚乙烯泡沫片材．用此法制得的聚乙烯泡沫塑料除了片材外还有板材、管、棒材等．二、模压法1.原料一般使用熔体流速为2g/10min左右的低密度聚乙烯塑料．多数以过二氧化异丙苯为化学交联剂，以偶氮二甲酰胺为发泡剂，使用三碱式硫酸铅为活化剂．配方如下：原料用料／质量份原料用料／质量份聚乙烯100过氧化二异丙苯1 偶氮二甲酰胺20三碱式硫酸铅42. 工艺流程聚乙烯模压发泡工艺流程如图6-2所示．图6-2聚乙烯模压发泡工艺3. 操作工艺①配料。
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
第八章-泡沫塑料的成型
（一）可发性珠粒法
1、可发性聚苯乙烯珠粒的制造 采用的液体发泡剂大多是脂肪烃类化合物：有丁烷、 正戊烷、异丁烷、石油醚等。其珠粒的制造方法有一步法、 一步半法和两步法。 一步法：是发泡剂再聚合时加入。发泡剂有阻聚作用，所 以制得的可发性聚苯乙烯珠粒分子量偏低，在40000～ 50000，反应后有部分粉状物，需处理。 一步半法：发泡剂在反应中期加入，减少了阻聚作用分子 量有所提高。
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 铵和碳酸氢钠等，它们的优点是价廉，不会降低塑料的耐 热性，因为对聚合物无增塑作用。它们的缺点是不能与塑 料混溶，很难在塑料中均匀分布，并且分解气体的速率严 重受压力的影响。 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）、偶氮二异丁腈等，氮气的化学行为 比较迟钝，它对大多数聚合物的渗透性比氧气、二氧化碳、 氨气都要小，在有机聚合物中有较大的分散性。 但是，绝大多数发泡剂都是易燃和可能发生爆炸的物 质，甚至还可能放出有毒气体，因此必须保存于阴冷、干 燥、通风好的场所。
第八章 泡沫塑料的成型
8-1概述 8-2泡沫塑料的发泡方法及原理 8-3泡沫塑料的成型工艺
8-1概述
泡沫塑料是以树脂为基础内部具有无数微孔性气体的塑料 制品，又称为多孔性塑料。由于气孔的存在，它具有密度 低（10～500Kg/m3）、隔音、隔热、防震等特点。广泛用于 包装、防震、漂浮、运动、过滤材料。 生产泡沫塑料的材料:所有热塑性塑料和热固性塑料 常见的热固性塑料有：酚醛、脲甲醛UF、环氧树脂EPO、 有机硅等，所得泡沫硬度大，柔软性差，用于强度要求高 的场合。工业上广泛应用的热塑性塑料泡沫塑料有：PE、 PVC、PS、PU等。 泡沫塑料的成型方法：挤出、注射、模压、浇铸、压延。
技能培训专题 塑料发泡成型工艺 通用泡沫塑料
操作步骤 ➢ 先从模腔通入0.1~0.2MPa蒸汽，预热30s ➢ 将脱模剂涂在模腔表面，通入压缩空气，将
珠粒吹入并填满型腔 ➢ 模具装在液压机上，控制蒸汽压力
0.15~0.2MPa，110~130℃加热约1min后，通 入冷却水。
二、乳液法泡沫塑料的生产工艺
原理：以乳液法聚合的PS粉状树脂为原料，与发 泡剂混合，加热加压使混合物熔结成毛坯，然 后加热发泡制成泡沫塑料。
烷、异戊烷 ➢ 阻燃剂 ➢ 其他助剂
2.工艺流程
浸渍工艺参数：体系内压力不超过1MPa；料温 80～90℃，恒温4～12小时（由颗粒大小决定）， 降温至40℃以下出料，冷却后用自来水清洗、吹 干。注意：不要烘干。
EPS珠粒要求：发泡剂含量约为6%（5.5～7.5％）， 表观密度0.68g/cm3，颗粒的直径范围0.25～2mm。 制造密度偏小的泡沫塑料制品时，宜用直径偏大 的珠粒。注意可发性聚苯乙烯珠粒储存时，一定 要密封包装，低温储存。
预发泡珠粒密度不均匀，部分预发泡不够，显 硬性 原因：珠粒粒度粗细不均 搅拌太剧烈，受热不足的珠粒也上升到 出口
密度大 原因：发泡剂含量小于5% 珠粒芯子中发泡剂渗透不完全
（2）真空预发泡
将EPS珠粒装入搅拌器中，搅拌并使之预发泡 ；接着，抽真空达51~67kPa，使珠粒进一步预 发泡。然后把一定量的去离子水引入搅拌器， 并使水突变为71~82度的低温蒸汽，在真空状 态下，使发泡的珠粒冷却，并使泡孔表面在尚 未收缩时固化。
案例：EPS包装制品的制造
（1）主要设备 ➢ 包装成型机：液压机 ➢ 模具：材料为铝合金
➢ 加料喷枪
利用压缩空气通过束节增加压力，然后体积膨 胀，产生负压，使PS珠粒借压缩空气带入模 腔。
8第八章泡沫塑料成型工艺
中发泡泡沫塑料：密度在0.1～0.4g/cm3之间
概
气体/固体发泡倍率1.5-9.0
述
高发泡泡沫塑料：密度小于0.1g/cm3
气体/固体发泡倍率>9.0
第八章 泡沫塑料成型
课件
2 泡沫塑料的成型原理
8.2
气泡形成原理和发泡方法
泡
沫 塑
泡核的形成
料
的
泡孔增长
成
型 原
泡沫的稳定
理
第八章 泡沫塑料成型
塑
料
成核有均相成核和异相成核之分。气泡核和泡体是
的 同一种物质的，叫做均相成核；如果体系中有其他物质
成 （称为成核剂），能起到气泡核的作用，称为异相成核。
型 原 理
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
课件
泡孔的增长
8.2
气泡形成后，随着溶解气体的增加、温度
的升高、气体的受热膨胀以及气泡的合并，促
泡
使气泡不断地增长，同时成核作用大大增加了
沫 塑 料
气泡的数量，再加上气泡膨胀，使气泡的孔径 不断扩大。
的 成 影响因素
型 原
表面张力
理
熔体的粘度
第八章 泡沫塑料成型
课件
气泡的稳定
1.476
23.8
1.565
47.6
蒸发热 /J/g ---------137
182
147
第八章 泡沫塑料成型
课件
化学发泡方法
8.2
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
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。/
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。
上一页 下一页 返回
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。
泡沫塑料生产工艺
泡沫塑料生产工艺1. 嘿，你知道泡沫塑料是咋生产出来的不？就像变魔术一样呢！我有个朋友在泡沫塑料厂工作，他跟我说，生产泡沫塑料的第一步就像搭积木的基础。
得先把聚苯乙烯这种原料准备好，这就好比厨师做菜得先备好食材呀。
要是原料不好，后面可就全乱套喽。
2. 泡沫塑料生产呀，可不像咱们想象的那么简单。
你看，有了原料后，要把它放进专门的机器里加热。
这机器就像一个超级大烤箱，只不过烤的不是面包，而是能变成泡沫塑料的原料。
我曾见过那机器嗡嗡作响，就像一个充满活力的小怪兽在工作。
加热到一定程度，原料就开始变得软乎乎的，像是从硬邦邦的冰块变成了软绵绵的棉花糖。
3. 接着呢，就该注入发泡剂啦。
这发泡剂就像神奇的酵母，注入到软化的原料里。
想象一下，你往面粉里加酵母，面团就会膨胀起来，发泡剂在原料里也是这个道理。
我邻居大叔不懂这个，还以为是加了什么仙药呢，哈哈哈。
这时候原料就像被施了魔法一样，开始慢慢鼓起来，里面充满了小气泡。
4. 在泡沫塑料生产工艺里，模具是个关键的东西。
这模具就像是给泡沫塑料塑形的雕塑家的手。
不同形状的模具能做出各种不同的泡沫塑料制品。
我在超市看到那些形状各异的泡沫塑料包装，就知道背后肯定是各种各样的模具在起作用。
把鼓起来的原料放进模具里，就像是把一块软泥放进特定的模子里，准备变成一件艺术品。
5. 然后呢，还得再经过一道工序，就是冷却。
冷却的过程就像是给兴奋过度的孩子降降温。
如果冷却不好，泡沫塑料可能就达不到理想的状态。
我表哥有次在小作坊看到不合格的泡沫塑料，就是因为冷却环节出了问题，那泡沫塑料软趴趴的，就像生病的小动物，没什么力气。
6. 生产泡沫塑料的时候，压力的控制也很重要哦。
这就好比放风筝，线松了风筝飞不高，线太紧风筝又容易断。
合适的压力能让泡沫塑料的气泡大小均匀，质地良好。
我有个同学在做实验的时候，没控制好压力，结果做出来的泡沫塑料就像长满了痘痘的脸，气泡大小不一，可难看了。
7. 还有啊，质量检测也是泡沫塑料生产工艺里不可缺少的一环。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
化学工业出版社
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
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
1.气泡核的形成
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
盐类。例如：碳酸铵和碳酸氢钠等。 ✓ 有机发泡剂：主要是偶氮类、酰肼类或胺类的
有机物。 ✓ 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
化学工业出版社
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 ④ 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。
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
有机发泡剂一般都有其促进剂和抑制剂 5.发泡效率
化学工业出版社
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
化学工业出版社
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 ✓ 用低沸点液体蒸发汽化而形成气泡 ✓ 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 ✓ 在塑料中加入中空微球后固化而制成泡沫 塑料。
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
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 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 ⑤ 由于加热蒸汽的渗入，理论发泡倍数约
化学工业出版社
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 ✓ 发泡气体CO2 N2 ✓ 发泡液体
化学工业出版社
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）
相对分子质 量
360
9.5
----
65～70
----
55～62
----
-42.5
----
-0.5
----
40
----
3.6
137
23.8
182
47.6
147
-29.8
167
化学工业出版社
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 ➢ 由混合原料中的某些组分的分解或两组分相互
之间的化学作用产生气体而发泡 ➢ 发泡剂 ✓ 无机发泡剂：主要是碱金属的碳酸盐和碳酸氢
72.15 72.15 86.17 86.17
44 58 84.94 170.90
137.38
187.39
120.90
密度/g/cm3 （25℃） 0.616 0.613 0.658 0.655 0.531 0.599 1.325 1.440
1.476
1.565
1.311
沸点/℃ 蒸发热/J/g
30～38
第八章 泡沫塑料成型工艺
化学工业出版社
发泡产品简介
化学工业出版社
发泡产品简介
化学工业出版社
发泡产品简介
化学工业出版社
发泡产品简介
化学工业出版社
第一节 气泡形成原理和发泡方法
一、概述
Байду номын сангаас
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
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。
③ 均相成核与异相成核的区别：
④
异相成核：成核在低气体浓度下发生，气
泡细小而均匀。
⑤
均相成核：形成粗大而不均匀的泡孔。
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 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
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 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
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
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
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。
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