聚氨酯發(fā)泡料的應(yīng)用范圍十分廣泛

時(shí)間：2023年5月26日 點(diǎn)擊量：1863

      微孔發(fā)泡注塑成型，微孔發(fā)泡注塑成型屬于物理發(fā)泡法。常規(guī)泡沫塑料的泡孔直徑一般大于50μm，泡孔的密度（單位體積內(nèi)泡孔的數(shù)量）小于106個(gè)/cm3。這些大尺寸的泡孔受力時(shí)常常成為初始裂紋的發(fā)源地，降低了材料的機(jī)械性能。
      為了滿足工業(yè)上要求降低某些塑料產(chǎn)品的成本而不降低其機(jī)械性能的要求，20世紀(jì)80年代初期，美國(guó)的一些專家學(xué)者以CO2、N2等惰性氣體作為發(fā)泡劑研制出泡孔直徑為微米級(jí)的泡沫塑料，并將泡孔直徑為1μm-10μm，泡孔密度為109-1012個(gè)/cm3的泡沫塑料定義為微孔塑料。
微孔發(fā)泡注塑成型工藝一般要經(jīng)歷聚合物/氣體均相體系的形成、泡孔成核、泡孔長(zhǎng)大及泡孔定型四個(gè)階段，其成型過(guò)程復(fù)雜，各個(gè)階段的形成機(jī)理不同，主要影響參數(shù)也不同。聚合物/氣體均相體系的形成是發(fā)泡過(guò)程的必要條件，直接影響后續(xù)泡孔的成核、長(zhǎng)大及定型；氣泡核的形成階段對(duì)泡孔的密度和分布有著決定性的作用。泡孔長(zhǎng)大的過(guò)程直接影響泡孔的幾何形狀和結(jié)構(gòu)；泡孔定型階段則決定氣泡長(zhǎng)大的結(jié)果能否得到保持。典型的微孔發(fā)泡注塑工藝與普通注塑有很大的不同，其不同之處主要表現(xiàn)在：在機(jī)筒中需將超臨界流體注入到聚合物中，然后經(jīng)混煉均化后形成單相溶液；注射時(shí)熔體不用充滿型腔，未充滿的部分可以通過(guò)氣泡長(zhǎng)大來(lái)補(bǔ)充；保壓階段大大減短，甚至不用保壓。微孔注塑發(fā)泡過(guò)程中，在螺桿的計(jì)量段將超臨界流體注入注塑機(jī)機(jī)筒中，當(dāng)超臨界流體和塑料熔體沿著螺桿向前輸送時(shí)，由超臨界流體本身的擴(kuò)散作用和螺桿的剪切混合作用，使超臨界流體溶于塑料熔體中形成單相溶液，這種單相溶液的黏度比純?nèi)廴谒芰系牡秃芏唷?br />       為避免單相溶液在機(jī)筒中提前發(fā)泡，必須保證機(jī)筒中的單相溶液在整個(gè)成型過(guò)程中都維持在一定的壓力（超臨界流體的臨界壓力）之上。只有單相溶液才能發(fā)生均勻的成核作用，在熔體內(nèi)形成大量的氣泡核，在注射階段，由螺桿把單相溶液注入型腔，由于壓力驟降，氣泡開(kāi)始成核并逐漸長(zhǎng)大，直到熔體完全充滿型腔，再經(jīng)由模具冷卻，最后開(kāi)模頂出制品。
     整個(gè)成型過(guò)程中各個(gè)加工參數(shù)都是相互依賴的，微孔注塑的注射速度要比普通注塑快，提高注射速度有利于得到更高的氣泡核密度，進(jìn)而得到較佳的泡孔結(jié)構(gòu)，提高制品的力學(xué)性能。
開(kāi)發(fā)微孔發(fā)泡注塑成型工藝的技術(shù)難度比較大，因?yàn)楹统Ｒ?guī)泡沫塑料相比，微孔塑料泡孔的尺寸要小得多，要想得到良好的微孔塑料制品，必須要保證對(duì)進(jìn)入機(jī)筒熔體中的超臨界流體精確計(jì)量，要求塑料熔體必須充分混合、均化、分散，形成均相混合體，保證熔體中的成核點(diǎn)必須多于109個(gè)/cm3、及時(shí)控制成核氣泡的膨脹等等。
    這對(duì)設(shè)備本身及注塑工藝參數(shù)的要求都非常之高，需要采用一套帶計(jì)量控制裝置的氣體輸入設(shè)備。采用該技術(shù)的特點(diǎn)是：制品重量大約可減少50％左右，注射壓力大約可降低30-50％，鎖模力可降低20％左右，循環(huán)周期可減少10-15％等。據(jù)報(bào)道，國(guó)外一些注塑機(jī)生產(chǎn)商已成功開(kāi)發(fā)出微孔塑料注塑機(jī)，目前還有一些公司正在加緊發(fā)展自己的微孔塑料注射成型設(shè)備。而國(guó)內(nèi)目前的發(fā)展情況為在微孔塑料的理論研究上取得了一定進(jìn)展，并已在實(shí)驗(yàn)室制備出多種型號(hào)的微孔塑料，但離微孔塑料的產(chǎn)業(yè)化還有一段很長(zhǎng)的距離要走，目前國(guó)內(nèi)還未有微孔塑料注射成型設(shè)備的相關(guān)產(chǎn)品。
   聚氨酯發(fā)泡塑料由于有氣泡的存在，因此具有質(zhì)輕、省料、能吸收沖擊載荷、隔熱及隔音性能良好、比強(qiáng)度高等特性，特別是可以節(jié)省材料、減小能耗、降低成本方面，使得可以大力推廣應(yīng)用。微孔發(fā)泡塑料除了具有上述一般泡沫塑料的優(yōu)點(diǎn)外，還有更加優(yōu)良的力學(xué)性能。因此，泡沫塑料的應(yīng)用范圍十分廣泛，特別是在制作汽車、飛機(jī)和各種運(yùn)輸器材等領(lǐng)域有特殊的應(yīng)用價(jià)值?？梢灶A(yù)計(jì)，注塑發(fā)泡尤其是微孔注塑發(fā)泡將是聚氨酯塑料加工機(jī)械及制品加工的一個(gè)熱點(diǎn)。
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