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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第九章 泡沫塑料的成型,91 概 述,泡沫塑料： 树脂为基础而内部具有无数微孔性气体的塑料制品，,特点：所以具有密度低、防止空气对流、不易传热、能吸音等优点。,开孔泡沫结构：泡沫塑料内各个气孔是互相连通的,闭孔泡沫结构：,泡孔是互相分隔的,发泡方法：,1物理发泡 指利用物理原理发泡的。,2化学发泡 利用化学发泡剂加热后分解放出的气体而发泡 或用原料相互反应放出的气体而发泡。,3机械发泡 是利用机械的搅拌作用，混入空气而发泡等。,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。,软硬区分：,软质泡沫塑料，弹性模量小于70公斤厘米,2,半硬质泡沫塑料，模量等于70700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；0.10.4； 大于0.4,g/cm,3,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：,92机械发泡法(实际没有作用）,9,3,物理发泡法,物理发泡法的优点：,操作中毒性较小；,用作发泡的原料成本较低；,发泡剂无残余体，因此对泡沫塑料的性能影响不大。,缺点：生产过程所用设备投资较大。,931 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0.252毫米。,制造过程 预发泡熟化（吸收空气）模塑,预发泡 ： 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和减少密度梯度形成的倾向。,熟化：预发泡后的珠粒需要贮存一段时间，以吸收空气进行熟化，防止成型后的收缩 。,模塑：常用的模塑方法是蒸汽加热模压法,。,发泡工艺,932 聚氯乙烯泡沫塑料,由于聚氯乙烯本身并不能溶解惰性气体能够溶解这种气体的只是它的增塑剂或溶剂，所以来用溶解惰性气体为发泡剂来生产聚氯乙烯泡沫塑料时须选用增塑剂含量大约聚氯乙烯糊或溶液为原料，以这种方法生产硬质泡沫体而只用少量溶剂，就须施加很高的压力(300400大气压)。,发泡工艺,：,：,9,4,化学发泡,法,法,制造泡沫,塑,塑料时，,如,如果发泡,的,的气体是,由,由混合原,料,料的某些,组,组分在过,程,程中的化,学,学作用产,生,生的，则,这,这种方法,即,即称为化,学,学发泡法,。,。,按照发泡,的,的原理不,问,问，工业,上,上常用的,化,化学法有,的,的种；(1)发泡,气,气体是由,特,特意加入,的,的热分解,物,物质(常,称,称为化学,发,发泡剂或,发,发泡剂),在,在受热时,产,产生的；(2)发,泡,泡气体是,出,出形成聚,合,合物的组,分,分相互作,用,用所产生,的,的副产物,，,，或者是,这,这类组分,与,与其它物,质,质作用的,生,生成物。,9,4,1,化学发泡,剂,剂发泡法,化学发泡,剂,剂：化学,发,发泡剂是,种加热,能,能释放出,气,气体(如,二,二氧化碳,等,等)的物,质,质：理想,的,的化学发,泡,泡剂应具,有,有表94所列的,各,各种性能,。,。,现将几种,常,常用的优,良,良发泡剂,列,列表95中,化学发泡,剂,剂的特性,与,与选择,没有一种,发,发泡剂是,可,可以用于,制,制造各种,泡,泡沫塑料,而,而皆称合,适,适的，这,是,是因为各,种,种树脂的,固,固有性能,不,不可能相,间,间，加工,条,条件也不,一,一样，此,外,外，为了,求,求得性能,各,各异的同,一,一种泡沫,塑,塑料，加,入,入的助剂,也,也往往不,同,同。,选择考虑,因,因素,(1)分,解,解温度,所,所选,发,发泡剂的,分,分解温度,要,要与塑料,的,的熔融温,度,度接近；,泡,泡剂应能,在,在一狭窄,的,的温度范,围,围内迅速,分,分解；,发泡剂的,分,分解作用,必,必须要在,较,较短的时,间,间全部完,成,成,(2)分,解,解速率,发,发泡剂,的,的分解速,率,率是随温,度,度变化的,。,。,(3)反,应,应热量,有,有机发,泡,泡剂分解,时,时是放热,反,反应，而,无,无机发泡,剂,剂分解则,是,是吸热反,应,应。,(4)发,泡,泡剂分解,的,的抑制和,促,促进,任,任何化学,发,发泡剂都,是,是在一定,的,的温度下,进,进行热分,解,解而产生,气,气体的。,(5)发,泡,泡效率,有,有机发,泡,泡剂分解,出,出的氮气,比,比无机发,泡,泡剂分解,出,出的二氧,化,化碳气体,发,发泡效率,高,高，这是,因,因为二氧,化,化碳对塑,料,料泡壁的,扩,扩散速度,比,比氮气高,，,，所以二,氧,氧化碳气,体,体的发泡,效,效率低，,用,用于制造,低,低比重的,泡,泡沫塑料,是,是比较困,难,难的。,(6)发,泡,泡剂的并,用,用 当,有,有机与无,机,机发泡剂,并,并用时较,单,单独使用,有,有机或无,机,机发泡剂,能,能显示较,好,好的效果,。,。,9.4.2 聚氯,乙,乙烯泡沫,塑,塑料的生,产,产,原材料,树脂,制,制取泡,沫,沫塑料宜,选,选用成糊,性,性的乳液,树,树脂，因,其,其粒度细,容,容易成糊,而,而且带有,表,表面活性,剂,剂，对成,泡,泡有利。,增塑剂,为,为制,取,取具有柔,曲,曲性和伸,缩,缩性的软,质,质聚氯乙,烯,烯泡沫，,需,需要添加,大,大量的增,塑,塑剂。,发泡剂,发,发泡,剂,剂的分解,温,温度一般,不,不能高于,糊,糊塑料的,胶,胶凝温度,，,，否则就,不,不能生产,密,密度较小,的,的泡沫塑,料,料。,稳定剂,这,这是,为,为了防止,聚,聚氯乙烯,的,的热分解,而,而加入的,一,一种助剂,。,。,其它组,分,分 根,据,据制品性,能,能的需要,还,还可加入,润,润滑剂，,填,填料，颜,料,料等其它,组,组分。,生产方法,硬质聚氯,乙,乙烯泡沫,塑,塑料，主,要,要采用压,制,制成型。,软,软质聚氯,乙,乙烯泡沫,塑,塑料可采,用,用压制、,挤,挤出、注,射,射和压延,等,等方法成,型,型。,压制法,压,压制,法,法包括配,料,料制糊、,装,装料入模,并,并使模内,的,的糊料在,加,加压和加,热,热的情况,，,，厂发泡,和,和塑化、,冷,冷却、脱,出,出泡沫物,、,、以及在,适,适当温度,下,下使泡沫,物,物进一步,膨,膨胀而成,为,为制品等,过,过程。,挤出法,现,现在,通,通行的挤,出,出工艺有,两,两种。一,种,种是将原,料,料在低于,发,发泡剂分,解,解温度的,料,料筒内塑,化,化并挤成,具,具有一定,形,形状的中,间,间产品，,而,而后再在,挤,挤出机外,升,升温发泡,使,使其成为,制,制品。所,得,得制品大,多,多是低密,度,度的泡沫,塑,塑料制品,。,。另一种,工,工艺是采,用,用含有低,温,温发泡剂,的,的原料以,便,便发泡在,料,料筒内进,行,行，而使,挤,挤离口模,的,的挤出物,在,在冷却后,立,立即成为,制,制品，这,种,种制品的,密,密度通常,都,都比用前,法,法制成的,高,高。,注射法,注,注射,法,法的制品,现,现在尚只,限,限于高密,度,度的(俗,称,称低发泡,制,制品)。,注,注射设备,通,通常均以,移,移动螺杆,式,式的为主,。,。注射工,艺,艺大体上,与,与一般注,射,射相同，,塑,塑料的升,温,温、混合,、,、塑化和,发,发泡(多,于,于50)都在注,射,射机内进,行,行 。,压延法,压,压延,制,制品主要,是,是人造革,。,。,9.4.3 聚,烯,烯烃交联,泡,泡沫塑料,的,的生产,由于聚烯,烃,烃树脂熔,融,融后的粘,度,度不高和,出,出现高弹,态,态的范围,不,不宽(低,压,压聚乙烯,和,和聚丙烯,尤,尤其突出,，,，见图9,7)，,因,因此发泡,时,时发泡剂,分,分解出来,的,的气体不,易,易保持在,树,树脂中，,致,致使发泡,工,工艺难于,控,控制。克,服,服这种缺,点,点的最有,效,效的方法,是,是使聚烯,烃,烃分子交,联,联成为部,分,分网状结,构,构以提高,树,树脂的熔,融,融粘度和,使,使粘度随,温,温度的升,高,高而缓慢,降,降低，从,而,而调整熔,融,融物的粘,弹,弹性以适,应,应发泡的,要,要求，其,情,情况亦见,图,图97,所,所示。,聚烯烃的,交,交联,这,这里主要,讨,讨论交联,方,方法、交,联,联原理和,影,影响交联,的,的因素, 文联,剂,剂和助交,联,联剂,聚,聚烯烃分,子,子的交联,通,通常是由,加,加入的交,联,联剂和助,交,交联剂通,过,过化学作,用,用而取得,的,的。,i,活性氧含,量,量 它,是,是表示交,联,联剂分解,时,时产生的,游,游离基数,量,量的，通,常,常用下式,计,计量,ii,半衰期,当,当交联,剂,剂在一定,温,温度下加,热,热分解时,，,，其浓度,降,降至原来,的,的一半所,需,需的时间,称,称为半衰,期,期,iii,活化能,要,要使交,联,联剂分解,产,产生游离,基,基，必须,给,给以分子,活,活化所需,要,要的能量,。,。,助交联剂,是,是为防止,聚,聚合物游,离,离基的断,裂,裂、提高,交,交联效果,、,、改善交,联,联聚合物,的,的物理性,能,能和操作,性,性能而加,入,入的一类,物,物质。, 交,联,联的原理,聚,聚合,物,物交联有,辐,辐射交联,和,和化学交,联,联两种方,法,法。辐射,交,交联由于,设,设备投资,大,大，主要,用,用于制造,收,收缩薄膜,、,、薄的发,泡,泡制品和,细,细颈电缆,等,等。化学,交,交联价廉,和,和方便，,工,工业上较,为,为广泛采,用,用。,化学交联,的,的反应机,理,理有离子,型,型和游离,基,基型两大,类,类。, 交,联,联效率和,交,交联度,同,同,一,一种有机,过,过氧化物,对,对不同聚,合,合物的交,联,联能力是,不,不同的，,一,一般用交,联,联效率来,表,表示，即,同,同一基准,数,数量的有,机,机过氧化,物,物对不同,品,品种聚烯,烃,烃作用时,所,所产生交,联,联物的数,量,量比。,交联度是,定,定量的过,氧,氧化物使,定,定量的聚,合,合物产生,的,的交联物,对,对原聚合,物,物的重量,比,比值。,影响交联,度,度的因素,i,聚合物的,分,分子结构,就,就用,一,一种聚合,物,物来说，,聚,聚合物的,分,分子结构,能,能影响交,联,联效率，,凡,凡是分子,量,量愈大、,结,结晶度愈,低,低、大分,子,子链的交,联,联愈多的,，,，则对过,氧,氧化物所,表,表现的交,联,联效率愈,高,高。,ii,交联剂的,用,用量,增,增加过氧,化,化物的用,量,量，可提,高,高聚合物,的,的交联度,，,，如图9,8所示,。,。,iii,其它助剂,的,的影响,在,在交联,发,发泡配方,中,中为了提,高,高防老作,用,用常需加,入,入防老剂,，,，这对过,氧,氧化物交,联,联活性是,有,有抑制作,用,用的，因,为,为大多数,防,防者剂都,是,是还原剂,iV,交联时间,这,这是,指,指在聚合,物,物中的过,氧,氧化物耗,尽,尽所需的,时,时间。,(2)生,产,产方法,用,用化学,发,发泡法生,产,产聚烯烃,泡,泡沫塑料,制,制品都采,用,用模压法,，,，具体实,行,行时又有,一,一步法和,二,二步法两,种,种。生产,密,密度高的,用,用一步法,，,，低的用,二,二步法。,现以高压,聚,聚乙烯的,制,制品生产,为,为例说明,如,如下,。,这种快速,膨,膨胀发泡,，,，易使制,品,品形成细,泡,泡孔，但,发,发泡倍率,却,却不高，,发,发泡剂分,解,解出来的,气,气体压力,与,与熔料粘,度,度之间难,于,于达到平,衡,衡。因此,，,，生产高,发,发泡体都,用,用二步法,，,，即当交,联,联完毕和,发,发泡剂部,分,分分解时,，,，也就是,物,物料部分,发,发泡时，,即,即将泡沫,物,物冷却脱,棋,棋。随后,再,再将泡沫,物,物进行二,次,次加热使,其,其在常压,下,下继续发,泡,泡。,9.4.4,聚,聚氨酯泡,沫,沫塑料,聚氨酯泡,沫,沫塑料的,原,原料,(1)二,异,异氰酸酯,类,类 二,异,异氰酸酯,类,类是生成,聚,聚氨酯的,主,主要原料,，,，采用最,多,多的是甲,苯,苯二异氰,酸,酸酯。甲,苯,苯二异氰,酸,酸酯有2,，,，4和2,，,， 6两,种,种同分异,构,构体，前,者,者活性大,，,，后者活,性,性小，故,常,常用此两,种,种异构体,的,的混合物,。,。,聚,酯,酯,或,或,聚,聚,醚,醚,聚,聚,酯,酯,或,或,聚,聚,醚,醚,是,是,生,生,成,成,聚,聚,氨,氨,酯,酯,的,的,另,另,一,一,主,主,要,要,原,原,料,料,。,。,(3),催,催,化,化,剂,剂,为,为,了,了,加,加,速,速,聚,聚,氨,氨,酯,酯,的,的,形,形,成,成,和,和,混,混,合,合,物,物,的,的,发,发,泡,泡,，,，,以,以,产,产,生,生,低,低,密,密,度,度,的,的,泡,泡,沫,沫,体,体,，,，,要,要,添,添,加,加,催,催,化,化,剂,剂,。,。,催,催,化,化,剂,剂,主,主,要,要,是,是,叔,叔,胺,胺,类,类,化,化,合,合,物,物,和,和,有,有,机,机,锡,锡,化,化,合,合,物,物,。,。,(4),发,发,泡,泡,剂,剂,作,作,为,为,聚,聚,氨,氨,酯,酯,泡,泡,沫,沫,塑,塑,料,料,的,的,发,发,泡,泡,剂,剂,是,是,异,异,氰,氰,酸,酸,酯,酯,与,与,水,水,作,作,用,用,生,生,成,成,的,的,二,二,氧,氧,化,化,碳,碳,。,。,(5),表,表,面,面,活,活,化,化,剂,剂,生,生,产,产,时,时,为,为,了,了,降,降,低,低,发,发,泡,泡,液,液,体,体,的,的,表,表,面,面,张,张,力,力,以,以,使,使,成,成,泡,泡,容,容,易,易,和,和,泡,泡,沫,沫,均,均,匀,匀,，,，,又,又,使,使,水,水(,产,产,生,生,二,二,氧,氧,化,化,碳,碳,的,的),能,能,与,与,聚,聚,酪,酪,或,或,聚,聚,醚,醚,均,均,匀,匀,混,混,合,合,，,，,常,常,须,须,在,在,原,原,料,料,中,中,加,加,入,入,少,少,量,量,的,的,表,表,面,面,活,活,化,化,剂,剂,。,。,2,过,过,程,程,中,中,的,的,主,主,要,要,化,化,学,学,反,反,应,应,聚,氨,氨,酯,酯,泡,泡,沫,沫,塑,塑,料,料,在,在,形,形,成,成,过,过,程,程,中,中,，,，,始,始,终,终,伴,伴,有,有,复,复,杂,杂,的,的,化,化,学,学,反,反,应,应,，,，,但,但,是,是,主,主,要,要,可,可,以,以,归,归,为,为,六,六,种,种,。,。,(1),链,链,增,增,长,长,反,反,应,应,指,指,异,异,氰,氰,酸,酸,酪,酪,与,与,聚,聚,醚,醚,或,或,聚,聚,酯,酯,生,生,成,成,聚,聚,氨,氨,酷,酷,的,的,反,反,应,应,，,，,即,即,异,异,氰,氰,酸,酸,酯,酯,与,与,醇,醇,基,基,间,间,的,的,反,反,应,应,。,。,3,生,生,产,产,方,方,法,法,聚,聚,氨,氨,酯,酯,泡,泡,沫,沫,塑,塑,料,料,的,的,生,生,产,产,方,方,法,法,有,有,一,一,步,步,法,法,和,和,二,二,步,步,法,法(,颈,颈,聚,聚,法,法),两,两,种,种,。,。,一,步,步,法,法,是,是,把,把,所,所,有,有,的,的,原,原,料,料(,聚,聚,醚,醚,或,或,聚,聚,酯,酯,，,，,异,异,氰,氰,酸,酸,酯,酯,、,、,水,水,和,和,催,催,化,化,剂,剂,等,等),混,混,在,在,一,一,起,起,而,而,形,形,成,成,泡,泡,沫,沫,塑,塑,料,料,。,。,二,二,步,步,法,法,又,又,分,分,为,为,预,预,聚,聚,法,法,和,和,半,半,预,预,聚,聚,法,法,两,两,种,种,：,：,预,预,聚,聚,法,法,是,是,使,使,异,异,氰,氰,酸,酸,酯,酯,先,先,与,与,聚,聚,酯,酯,或,或,聚,聚,醚,醚,反,反,应,应,生,生,成,成,预,预,聚,聚,体,体,，,，,而,而,后,后,再,再,加,加,入,入,其,其,它,它,组,组,分,分,而,而,生,生,成,成,泡,泡,沫,沫,塑,塑,料,料,；,；,半,半,预,预,聚,聚,法,法,是,是,使,使,部,部,分,分,聚,聚,酯,酯,或,或,聚,聚,醚,醚,先,先,与,与,所,所,有,有,的,的,异,异,氰,氰,酸,酸,酯,酯,作,作,用,用,，,，,而,而,后,后,再,再,加,加,入,入,剩,剩,余,余,的,的,聚,聚,酯,酯,或,或,聚,聚,醚,醚,与,与,其,其,它,它,组,组,分,分,的,的,混,混,合,合,物,物,使,使,其,其,成,成,为,为,泡,泡,沫,沫,塑,塑,料,料,。,。,一,步,步,法,法(,间,间,歇,歇,操,操,作,作),生,生,产,产,时,时,，,，,采,采,用,用,的,的,工,工,艺,艺,流,流,程,程,和,和,配,配,方,方,分,分,别,别,见,见,图,图9,10,和,和,表,表9,12,。,。,二,步,步,法,法,二,步,步,法,法,是,是,先,先,把,把,聚,聚,醚,醚,树,树,脂,脂,与,与,适,适,量,量,的,的,异,异,氰,氰,酸,酸,酯,酯,放,放,入,入,有,有,搅,搅,拌,拌,器,器,的,的,反,反,应,应,釜,釜,中,中,加,加,热,热,搅,搅,拌,拌,，,，,使,使,生,生,成,成,含,含,有,有,一,一,定,定,游,游,离,离,异,异,氰,氰,酸,酸,酯,酯,的,的,预,预,聚,聚,体,体,，,，,然,然,后,后,把,把,预,预,聚,聚,体,体,送,送,至,至,贮,贮,槽,槽,，,，,再,再,用,用,计,计,量,量,泵,泵,送,送,至,至,发,发,泡,泡,机,机,混,混,合,合,器,器,中,中,。,。,其,其,它,它,组,组,分,分,则,则,从,从,另,另,一,一,槽,槽,用,用,计,计,量,量,泵,泵,同,同,时,时,送,送,入,入,混,混,合,合,器,器,中,中,。,。,经,经,过,过,剧,剧,烈,烈,搅,搅,拌,拌(4000,一,一6000,转,转,分,分),混,混,合,合,后,后,，,，,即,即,可,可,由,由,混,混,合,合,器,器,内,内,排,排,出,出,使,使,其,其,发,发,泡,泡,成,成,为,为,制,制,品,品,。,。,采,采,用,用,的,的,工,工,艺,艺,流,流,程,程,和,和,配,配,方,方,分,分,别,别,见,见,图,图9,11,及,及,表,表9,13,和,和9,14,。,。,4,生,生,产,产,控,控,制,制,因,因,素,素,决,决,定,定,制,制,品,品,性,性,能,能,的,的,工,工,艺,艺,因,因,素,素,很,很,多,多,，,，,计,计,其,其,重,重,要,要,的,的,有,有,下,下,列,列,四,四,种,种,：,：,(1),原,原,料,料,用,用,量,量,比,比,应,满,满,足,足,以,以,下,下,关,关,系,系,(,水,水,的,的,当,当,量,量,数,数),十,十(,聚,聚,酯,酯,或,或,聚,聚,醚,醚,树,树,脂,脂,当,当,量,量,数,数),(,异,异,氰,氰,酸,酸,酯,酯,的,的,当,当,量,量,数,数),。,。,实,实,践,践,证,证,明,明,，,，,异,异,氰,氰,酸,酸,酪,酪,的,的,电,电,量,量,最,最,好,好,为,为,理,理,论,论,值,值,的,的1.0,1.05,倍,倍,。,。,(2),温,温,度,度,聚,聚,氨,氨,酯,酯,泡,泡,沫,沫,塑,塑,料,料,制,制,造,造,过,过,程,程,中,中,的,的,化,化,学,学,反,反,应,应,类,类,型,型,较,较,多,多,，,，,温,温,度,度,稍,稍,有,有,波,波,动,动,，,，,各,各,种,种,反,反,应,应,之,之,间,间,的,的,比,比,率,率,即,即,会,会,失,失,调,调,，,，,直,直,接,接,影,影,响,响,反,反,应,应,速,速,度,度,及,及,发,发,泡,泡,质,质,量,量,。,。,(3),搅,搅,拌,拌,速,速,率,率,和,和,时,时,间,间,这,这,对,对,泡,泡,沫,沫,塑,塑,料,料,的,的,结,结,构,构,具,具,有,有,影,影,响,响,。,。,(4),熟,熟,化,化,聚,聚,氨,氨,酯,酯,泡,泡,沫,沫,的,的,最,最,后,后,熟,熟,化,化,是,是,指,指,随,随,着,着,聚,聚,合,合,物,物,分,分,子,子,量,量,的,的,增,增,加,加,和,和,剩,剩,余,余,异,异,氰,氰,酸,酸,基,基,的,的,消,消,失,失,而,而,达,达,到,到,最,最,终,终,机,机,械,械,性,性,能,能,的,的,过,过,程,程,。,。,5、喷,涂,涂发泡,成,成型,直接喷,涂,涂于表,面,面，在,表,表面发,泡,泡成型,原料要,求,求：,毒性小,、,、黏度,小,小、催,化,化剂活,性,性大，,配,配方见,表,表916,喷涂发,泡,泡较适,合,合的温,度,度范围,是,是1535,操作,温,温度与,厚,厚度的,关,关系，,见,见图9,13,；,；,谢谢观,看,看,/,欢迎下,载,载,BYFAITHI MEANAVISIONOFGOODONECHERISHES ANDTHEENTHUSIASMTHAT PUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES. BY FAITH IBYFAITH,
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