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發泡劑的形成與發展
發泡劑的形成與發展

在塑料中加入一些填料,就可使塑料某些性能得到改進,發泡劑由此更適合于某些專門用途。為了降低塑料的密度和硬度,或者增強它的隔熱性或隔音性,則最理想的填料就是空隙。含有空隙或泡孔的塑料,分類為泡沫塑料。隨著發泡的程度,也就是空隙造成的泡沫的體積份額的差異,泡沫塑料的性能與基礎塑料可能有相當大的差別。發泡劑是一種化學品,可加到塑料中,在加工過程的適當時間,它即會放出氣體,使塑料中形成泡孔。

塑料泡沫的形成一般可分為四個階段。第一階段,發泡劑必須完全均勻地分散在聚合物內,聚合物通常呈液體或熔融態。發泡劑此時在聚合物中可以形成真正的溶液,或者僅僅是均勻地分散在聚合物中,形成二相系統。第二階段,大量單個的氣泡形成后,該系統即轉變成一個氣體分散在液體中的系統了。此時往往要加入核化劑,以促進大量小氣泡形成。核化劑一般是極細的惰性顆粒,它們為新氣相的形成提供部位。

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散并透過聚合物進入了泡孔。如果這段時間夠長,則單個的泡孔就將互相接觸。假如隔開單個泡孔的壁破裂,那么,通過這種聚結方式,就會形成更大些的泡孔。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。如果允許泡孔聚結無限制地進行下去,那么泡沫就會塌陷,這是因為氣體全部自動地與聚合物分離開了。

第四階段,當聚合物粘度增加,泡孔不能再增長時,泡沫就會穩定住。采用冷卻、交聯或其它方法都可以增加聚合物粘度。發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。泡沫的形成,要求聚合物呈液態。為此,可通過加熱溶解或塑化聚合物。泡沫塑料的生產過程幾乎與任何普通塑料生產過程一樣,通常經過擠塑、滾塑和注塑,以及增塑糊加工和熱成型等過程。出于同樣原因,基本上任何種類的塑料都能制成泡沫塑料。聚氯乙烯(硬質和軟質都可)、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS和聚乙烯,都已工業規模地制成泡沫塑料。耐熱工程塑料和熱固性聚合物也是如此。

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