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泡沫塑料的生產(chǎn)原理
化學(xué)發(fā)泡劑是一種能夠產(chǎn)生氣體的化學(xué)品，產(chǎn)生的氣體通常為氮氣，二氧化碳，水分及其它少量的其它氣體。產(chǎn)生的氣體以氮氣為佳，滲透性低，無味無毒，可以產(chǎn)生性能良好，泡孔均勻的泡沫。 在加工過程的適當(dāng)時間，它即會放出氣體，使塑料中形成泡孔。泡沫的形成一般可分為四個階段。第一階段，發(fā)泡劑必須完全均勻地分散在聚合物內(nèi)，聚合物通常呈液體或熔融態(tài)。發(fā)泡劑此時在聚合物中可以形成真正的溶液，或者是均勻地分散在聚合物中，形成二相系統(tǒng)。發(fā)泡劑和高分子材料的混合通常是采用密煉或開煉形式加入，選擇發(fā)泡劑時，必須考慮煉膠溫度低于發(fā)泡劑的分解溫度。 第二階段，大量單個的氣泡形成后，該系統(tǒng)即轉(zhuǎn)變成一個氣體分散在液體中的系統(tǒng)了。系統(tǒng)中往往需要添加成核劑，以促進(jìn)大量小氣泡形成。否則，將產(chǎn)生極為不均勻的泡孔。成核劑一般是極細(xì)的惰性顆粒，碳酸鈣、高嶺土碳黑等添加劑均可以作為成核劑。 第三階段，最初形成的泡孔在不斷漲大，這是因為有更多的氣體擴(kuò)散并透過聚合物進(jìn)入了泡孔。如果這段時間夠長，則單個的泡孔就將互相接觸并融合。如果主要是通過泡孔互連而形成的泡沫，則稱之為開孔式泡沫。如果是由互不相連的泡孔形成的泡沫，就叫閉孔式泡沫。如果允許泡孔融合無限制地進(jìn)行下去，那么泡沫就會塌陷。 第四階段，當(dāng)聚合物粘度增加，發(fā)泡劑分解基本完全，泡孔不能再增長時，泡沫就會穩(wěn)定住，成為定型產(chǎn)品。采用冷卻、交聯(lián)或其它方法都可以增加聚合物粘度。發(fā)泡過程的后三個階段，從時間來看，則可短至幾分之一秒，最長也不會超過幾秒鐘。 泡沫塑料質(zhì)量的好壞，與生產(chǎn)過程中發(fā)泡劑的分解和高分子材料的凝膠（高分子材料的粘度）是息息相關(guān)的。通常要求發(fā)泡劑的分解過程和高分子材料的凝膠過程一致，或凝膠稍早于發(fā)泡劑的分解。如果上述兩個過程不匹配，將不能獲得性能良好的泡沫。凝膠過程如果滯后于發(fā)泡過程，形成的泡孔壁粘度太低，將會導(dǎo)致泡沫偏軟，嚴(yán)重時不能支持泡沫材料而出現(xiàn)塌陷；相反，泡孔壁強(qiáng)度太高，使泡孔內(nèi)部壓力太高，使孔壁撕裂，將會在泡沫中心出現(xiàn)大面積開裂。
