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，
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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发泡产品简介
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发泡产品简介
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发泡产品简介
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发泡产品简介
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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。
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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