聚合物发泡方法简述

发布网友 发布时间：2024-09-07 03:13

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热心网友 时间：2024-10-07 14:50

聚合物基发泡材料是一种独特的高分子材料，由大量气体分散在固体树脂中形成泡孔结构，具备轻质、隔热、吸能等优点，广泛应用于建筑、包装、家具和交通运输等领域。目前市场上的主导聚合物泡沫材料包括聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫。发泡方法主要分为两类：间歇发泡法和连续挤出成型发泡法。

间歇发泡法中，超临界二氧化碳是理想的物理发泡剂，其发泡过程包括气泡核形成、泡孔长大和泡孔定形三个阶段。发泡温度和饱和压力对发泡材料品质至关重要，直接影响泡孔形态、分布和密度。高压间歇发泡法中，CO2在聚合物中达到饱和状态并形成均相体系后，通过快速升温或泄压的方式引发气体溢出，形成泡孔，最终得到发泡材料。间歇发泡法根据工艺不同，分为一步法和两步法，一步法通过减压诱导泡孔成核和生长，而两步法先在低温下使气体充分溶解，再在适宜温度下引发泡孔成核和生长。

连续挤出成型发泡法结合了注塑加工与超临界二氧化碳技术，适用于热塑性聚合物的螺杆挤出加工。泡沫挤压遵循普通塑胶挤压原理，但在挤压线上引入物理发泡剂。聚合物熔融后，通过螺杆注入超临界态气体，形成单相体系。冷却和热交换器控制泡孔生长，最终挤出具有细密、均匀泡孔结构的发泡材料。然而，挤出发泡技术无法满足高性能产品应用场景，产品泡孔较大，泡孔结构可控性低。

注塑成型发泡法在塑料注塑加工基础上增加了气体注射结构部件，通过注射结构部件实现聚合物的塑化熔融、积聚和充模，而夹紧结构部件提供锁模力、冷却和产品顶出。与挤出成型相比，注塑发泡工艺中，螺杆功能在注射过程中转变为柱塞，将浇注口处积存的熔融物料注射至模具中，实现发泡。然而，当前的注塑发泡材料多限于发泡倍率低的制品，主要用于减小注塑制品的收缩率和变形，尤其是在大型制品注塑中。

除了超临界二氧化碳发泡外，还有其他方法形成聚合物多孔结构，如使用化学发泡剂、热诱导相分离、溶剂浇筑/粒子沥滤、静电纺丝技术和冷冻干燥技术等。这些方法各有特点与局限性。

热心网友 时间：2024-10-07 14:51

聚合物基发泡材料是一种独特的高分子材料，由大量气体分散在固体树脂中形成泡孔结构，具备轻质、隔热、吸能等优点，广泛应用于建筑、包装、家具和交通运输等领域。目前市场上的主导聚合物泡沫材料包括聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫。发泡方法主要分为两类：间歇发泡法和连续挤出成型发泡法。

间歇发泡法中，超临界二氧化碳是理想的物理发泡剂，其发泡过程包括气泡核形成、泡孔长大和泡孔定形三个阶段。发泡温度和饱和压力对发泡材料品质至关重要，直接影响泡孔形态、分布和密度。高压间歇发泡法中，CO2在聚合物中达到饱和状态并形成均相体系后，通过快速升温或泄压的方式引发气体溢出，形成泡孔，最终得到发泡材料。间歇发泡法根据工艺不同，分为一步法和两步法，一步法通过减压诱导泡孔成核和生长，而两步法先在低温下使气体充分溶解，再在适宜温度下引发泡孔成核和生长。

连续挤出成型发泡法结合了注塑加工与超临界二氧化碳技术，适用于热塑性聚合物的螺杆挤出加工。泡沫挤压遵循普通塑胶挤压原理，但在挤压线上引入物理发泡剂。聚合物熔融后，通过螺杆注入超临界态气体，形成单相体系。冷却和热交换器控制泡孔生长，最终挤出具有细密、均匀泡孔结构的发泡材料。然而，挤出发泡技术无法满足高性能产品应用场景，产品泡孔较大，泡孔结构可控性低。

注塑成型发泡法在塑料注塑加工基础上增加了气体注射结构部件，通过注射结构部件实现聚合物的塑化熔融、积聚和充模，而夹紧结构部件提供锁模力、冷却和产品顶出。与挤出成型相比，注塑发泡工艺中，螺杆功能在注射过程中转变为柱塞，将浇注口处积存的熔融物料注射至模具中，实现发泡。然而，当前的注塑发泡材料多限于发泡倍率低的制品，主要用于减小注塑制品的收缩率和变形，尤其是在大型制品注塑中。

除了超临界二氧化碳发泡外，还有其他方法形成聚合物多孔结构，如使用化学发泡剂、热诱导相分离、溶剂浇筑/粒子沥滤、静电纺丝技术和冷冻干燥技术等。这些方法各有特点与局限性。