合成泡沫塑料基本概念

合成泡沫塑料是以合成樹脂為基體，加入發(fā)泡劑及其它添加劑，經(jīng)發(fā)泡作用形成的一種具有細孔梅綿狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。常用的樹脂有聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯等。常用的發(fā)泡方法有物理發(fā)泡法、化學(xué)發(fā)泡法和機械發(fā)泡法等，所形成的氣泡結(jié)構(gòu)分兩種：其一是獨立氣泡，亦稱閉孔結(jié)構(gòu)，一個個氣泡各成薄壁獨立狀；其二是連通氣泡，亦稱開孔結(jié)構(gòu)，各氣泡相互連通成一體．一般氣泡的直徑在50-500μm之間，氣泡膜厚度在l-10μm之間，在1 cm³合成泡沫塑料中有800-8000萬個氣泡 。

合成泡沫塑料因其密度和結(jié)構(gòu)的不同，性能也有所差異，從包裝的角度來看，合成泡沫塑料一般具有以下特性：

1、密度很小，一般在0.02-0.2g/cm³之間，因此重量很輕，原料消耗少，既減少包裝重量，降低運輸費用，成本也不高．

2、具有極好的沖擊吸收性能，防震效果極好，能有效地保護被包裝物品。

3、機械性能好，有較好的抗壓強度和回彈性能，特別是它可根據(jù)被包裝物品的重量等要求來選擇性能不同的合成泡沫塑料．

4、化學(xué)穩(wěn)定性好，對酸、堿，鹽等化學(xué)藥品均有較強的抗力，自身pH值處于中性，不會腐蝕包裝物品．

5、加工性能優(yōu)良，既可以制成不同密度的軟質(zhì)和硬質(zhì)合成泡沫塑料，又可以按包裝物品的外形、尺寸模壓成各種包裝容器，還可以把泡沫板(塊)材用多種粘合劑粘接，制成各種緩沖結(jié)構(gòu)材料。

6、有很好的耐水性和很低的吸濕性，即使在較濕的情況下也不會出現(xiàn)變形和毀體，影響其吸收外力的能力．

7、對溫度的變化有相當好的穩(wěn)定性，完全可以滿足一般正常包裝的要求.

8、由于合成泡沫塑料中含有大量微小氣泡，故絕熱性能優(yōu)良，可作絕熱材料，也可用于絕熱包裝 。

合成泡沫塑料品種繁多，發(fā)泡方法也各有所不同，通常的發(fā)泡方法又物理發(fā)泡法、化學(xué)發(fā)泡法和機械發(fā)泡法等。

合成泡沫塑料物理發(fā)泡法

物理發(fā)泡法是利用物理原理實施發(fā)泡，包括一下兩種方法。

1、惰性氣體發(fā)泡法

這種發(fā)泡方法是在加壓下把惰性氣體壓入熔融聚合物或糊狀物料中，然后減壓升溫，使溶解的氣體膨脹而發(fā)泡。其特點是氣體發(fā)泡后不會留下殘渣，不影響合成泡沫塑料的性能和使用。但缺點是需要較高的壓力和比較復(fù)雜的高壓設(shè)備。通常應(yīng)用于聚氯乙烯、聚乙烯等合成泡沫塑料。

2、低沸點液體發(fā)泡體

這種發(fā)泡方法是利用低沸點液體蒸發(fā)汽化而發(fā)泡，把低沸點液體壓入聚合物中或在一定壓力、溫度下，使液體溶入聚合物顆粒中，然后將聚合物加熱軟化，液體人也隨之蒸發(fā)汽化而發(fā)泡，后一種方法又稱為可發(fā)性珠粒法。通常應(yīng)用于聚苯乙烯、交聯(lián)聚乙烯等合成泡沫塑料。

合成泡沫塑料化學(xué)發(fā)泡法

化學(xué)發(fā)泡法是在發(fā)泡過程中伴隨著化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體而發(fā)泡，包括以下兩種類型。

1、熱分解型發(fā)泡劑發(fā)泡法

這種發(fā)泡方法是加入熱分解型發(fā)泡劑受熱分解產(chǎn)生氣體而發(fā)泡。其特點是只需在配方中加入發(fā)泡劑就可以發(fā)泡，而無需特殊設(shè)備。但缺點是有時成型溫度和發(fā)泡劑分解溫度不易匹配，會造成發(fā)泡過程不易控制。常應(yīng)用于聚氯乙烯。聚乙烯等合成泡沫塑料。

2、聚合物組分間相互作用產(chǎn)生氣體的發(fā)泡法

這種發(fā)泡方法是利用發(fā)泡體系中的兩個或多個組分之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，生成惰性氣體（如二氧化碳或氮氣）致使聚合物膨脹而發(fā)泡。發(fā)泡過程中為控制聚合反應(yīng)和發(fā)泡反應(yīng)平衡進行，為保證制品又較好的質(zhì)量，一般加入少量催化劑和泡沫穩(wěn)定劑（或表面活性劑）。其特點是無需特別加入發(fā)泡劑，但缺點是反應(yīng)過程復(fù)雜。通常應(yīng)用于聚氨酯等合成泡沫塑料。

合成泡沫塑料機械發(fā)泡法

這種發(fā)泡方法是采用強烈的機械攪拌使空氣卷入樹脂乳液、懸浮液或溶液中成為均勻的泡沫體，然后再經(jīng)過物理或化學(xué)變化使之膠凝，固化成為合成泡沫塑料。為縮短成型周期可通入空氣和加入乳化劑或表面活性劑。其特點是無需特別加入發(fā)泡劑，但缺點是所需設(shè)備要求較高。通常應(yīng)用于脲醛、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯溶液等合成泡沫塑料。

以上三種發(fā)泡方法的共同特點是在發(fā)泡過程中樹脂都處于液態(tài)或黏度較低的塑性狀態(tài)，只有在此時加入發(fā)泡劑或加入能生產(chǎn)氣泡的固體或液體，才能生產(chǎn)氣體形成泡孔結(jié)構(gòu)。

合成泡沫塑料加工因素

合成泡沫塑料性能受加工因素的影響，主要有設(shè)備、工藝過程的控制和加工人員的操作經(jīng)驗。合成泡沫塑料在加工過程中特別是在發(fā)泡膨脹過程中，受控制因素的影響，使生成的氣泡變形，從圓形變化到橢圓形或細長型。這樣泡壁沿膨脹方向拉長，致使合成泡沫塑料出現(xiàn)各向異性。結(jié)果沿拉力方向的力學(xué)性能增大（縱向強度增大），而垂直于取向方向的強度降低。對聚氨酯合成泡沫塑料所做的實驗表明，泡孔的拉伸度越大，則相應(yīng)的壓縮應(yīng)力比和模量比也越大，故合成泡沫塑料的各向異性程度也越大。作為合成泡沫塑料應(yīng)盡量避免各向異性。

合成泡沫塑料泡孔尺寸

泡孔尺寸大小是影響合成泡沫塑料壓縮強度的重要因素之一。用光譜顯微鏡對兩種泡孔大小不同的合成泡沫塑料樣品所做的壓縮實驗表明，大泡孔（0.5～1.5mm）合成泡沫塑料樣品被壓縮10%時，外層泡孔肋架開始彎曲，當被壓縮到25%時，外層泡孔崩塌，內(nèi)層泡孔開始彎曲，泡沫體中心的泡孔開始變形。對于小泡孔（0.025～0.075mm）合成泡沫塑料樣品，當被壓縮時泡孔呈等量壓縮，即泡沫體的內(nèi)外泡孔可均勻地吸收外加壓縮能量，一般認為小泡孔合成泡沫塑料壓縮性能好于大泡孔合成泡沫塑料。

合成泡沫塑料泡孔結(jié)構(gòu)

同一種泡沫其開孔和閉孔所表現(xiàn)的性能是不一樣的。實驗結(jié)果表明，隨開孔率提高其壓縮強度明顯下降。壓縮強度是衡量合成泡沫塑料主要性能的指標之一，要生產(chǎn)高壓縮度的合成泡沫塑料，應(yīng)提高閉孔率，反之則應(yīng)提高開孔率。另外，泡孔的大小還會影響其吸水率，即泡孔直徑越大，吸水率不久越大。

合成泡沫塑料發(fā)泡倍率

合成泡沫塑料的性能還取決于樹脂性能、發(fā)泡劑用量、泡沫體密度等因素，這些因素又與成型條件又直接關(guān)系。隨著發(fā)泡倍率的增大，泡沫體的拉伸強度、彎曲強度、熱變形溫度等都隨之下降，而制品的成型收縮率增加 。

泡沫塑料是整體內(nèi)含有無數(shù)微孔的塑料，它是以塑料構(gòu)成連續(xù)相并以氣體作為分散相的兩相體系。采用不同的樹脂和發(fā)泡方法，可制得性能各異的泡沫塑料。泡沫塑料由于氣相的存在，因而具有密度低、隔熱保溫、吸音、防震等優(yōu)點。大部分熱塑性和熱固性塑料都能制成泡沫塑料。工業(yè)廣泛應(yīng)用的是PE、PS、PU 等做基材的熱塑性樹脂泡沫塑料，熱固性樹脂泡沫塑料亦有一定產(chǎn)量，但柔軟性差。

泡沫塑料分類方法：1.按照制品的密度:泡沫塑料按其密度可分為低發(fā)泡、中發(fā)泡和高發(fā)泡泡沫塑料；2.按照制品的結(jié)構(gòu)：泡沫塑料按其結(jié)構(gòu)不同可分為開孔型泡沫塑料和閉孔型泡沫塑料；3.按照制品的密度：泡沫塑料按其硬度不同又可分為軟質(zhì)泡沫塑料、半硬質(zhì)泡沫塑料和硬質(zhì)泡沫塑料。2100433B