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​聚合物EPP成型发泡材料的工艺路线

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​聚合物EPP成型发泡材料的工艺路线

发布日期:2019-03-18 作者:EPP成型 点击:

    聚合物EPP成型发泡材料的工艺路线:

    随着社会的发展和进步,各行各业对塑料性能的要求也越来越高,人们越来越青睐于环保、安全、质轻、性价比高的材料。聚合物发泡材料是一种以树脂为基体,在材料内部有大量气泡,可以看作以气体为填充材料的固/气复合材料。发泡材料质量轻,比强度高且具备缓冲、吸声、保温等功能,在建筑、汽车、包装、航空航天和家电等领域应用广泛。

    聚合物发泡材料品种众多。对于塑料,大多数热塑性塑料&热固型塑料都能加工成泡沫塑料。典型的发泡材料有聚氨酯(PU)泡沫、聚苯乙烯(PS)泡沫、聚烯烃(PPPE)泡沫、聚氯乙烯(PVC)泡沫、酚醛泡沫、环氧化物树脂泡沫等热塑性和热固性泡沫塑料,丁腈橡胶泡沫、热塑性弹性体泡沫及发泡淀粉、发泡植物纤维等天然高分子泡沫材料,以及高性能泡沫如聚异氰脲酸脂(PIR)泡沫、聚酰亚胺(PI)泡沫、有机硅泡沫等在军事、航空航天等领域发挥着重要作用。

    热塑性发泡材料的发泡过程是一个较为复杂的热力学和动力学过程,根据不同的发泡工艺,又可以将发泡过程分为挤出发泡、模压发泡、釜压发泡、注塑发泡等,而无论哪种工艺,EPP成型发泡材料的基本过程一般可以分为四个步骤:

   (1)发泡剂溶解在聚合物基体中,形成聚合物/发泡剂气体的均相体系。在一定的温度和压力下,发泡剂气体分子渗透到聚合物基体中,最后达到溶解平衡,形成气相/聚合物的均相体系。

   (2)热力学失衡造成的气泡成核过程。在热力学不稳定状态下(压力骤降或温度骤升),使聚合物/气相饱和体系迅速成为过饱和体系,溶解在聚合物熔体中的气体在聚合物熔体中集中,并逐渐形成原始微小的气泡,即气泡在聚合物基体中成核,形成“泡核”。

   (3)原始泡孔核的生长。“泡核”形成后,溶解在聚合物基体中的气体分子开始逐渐向“泡核”扩散,使泡孔生长,体系内的自由能持续降低。在气泡生长阶段,相分离开始,气相也已经形成,气泡的膨胀受到聚合物基体的粘弹性、泡孔生长的时间、体系温度、发泡剂的扩散速率等因素的影响。此外,发泡的工艺参数、设备的结构参数等都对气泡的生长也都有强烈的影响。

   (4)泡孔的稳定和固化定型。泡孔在生长的过程中,大部分气体扩散到气泡中或者逃逸出,泡孔生长的驱动力降低,气泡也逐渐不再生长,泡孔趋于稳定,聚合物基体的刚性逐渐提高,泡孔结构最终固化定型。这阶段主要受冷却速率和冷却时机的影响。

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