泡沫塑料

由大量氣體微孔分散于固體塑料中而形成的一類高分子材料，具有質(zhì)輕、隔熱、吸音、減震等特性，且介電性能優(yōu)于基體樹脂，用途很廣。幾乎各種塑料均可作成泡沫塑料，發(fā)泡成型已成為塑料加工中一個(gè)重要領(lǐng)域。20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的結(jié)構(gòu)泡沫塑料，以芯層發(fā)泡、皮層不發(fā)泡為特征，外硬內(nèi)韌，比強(qiáng)度（以單位質(zhì)量計(jì)的強(qiáng)度）高，耗料省，日益廣泛地代替木材用于建筑和家具工業(yè)中。聚烯烴的化學(xué)或輻射交聯(lián)發(fā)泡技術(shù)取得成功，使泡沫塑料的產(chǎn)量大幅度增加。經(jīng)共混、填充、增強(qiáng)等改性塑料制得的泡沫塑料，具有更優(yōu)良的綜合性能，能滿足各種特殊用途的需要。例如用反應(yīng)注射成型制得的玻璃纖維增強(qiáng)聚氨酯泡沫塑料，已用作飛機(jī)、汽車、計(jì)算機(jī)等的結(jié)構(gòu)部件；而用空心玻璃微珠填充聚苯并咪唑制得的泡沫塑料，質(zhì)輕而耐高溫，已用于航天器中。
   分類  微孔間互相連通的稱為開孔型泡沫塑料，互相封閉的稱為閉孔型泡沫塑料。泡沫塑料有硬質(zhì)、軟質(zhì)兩種。按美國(guó)試驗(yàn)和材料學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，在18～29℃溫度下，在時(shí)間為5s內(nèi),繞直徑2.5cm的圓棒一周,如不斷裂,測(cè)試樣屬于軟質(zhì)泡沫塑料；反之則屬硬質(zhì)泡沫塑料。泡沫塑料還可分為低發(fā)泡和高發(fā)泡兩類。通常將發(fā)泡倍率（發(fā)泡后比發(fā)泡前體積增大的倍數(shù)）小于5的稱為低發(fā)泡,大于5的稱為高發(fā)泡。
   發(fā)泡方法  無論采用什么方法發(fā)泡，其基本過程都是：①在液態(tài)或熔態(tài)塑料中引入氣體，產(chǎn)生微孔；②使微孔增長(zhǎng)到一定體積；③通過物理或化學(xué)方法固定微孔結(jié)構(gòu)。按照引入氣體的方式，發(fā)泡方法有機(jī)械法、物理法和化學(xué)法。
   機(jī)械法  借助強(qiáng)烈攪拌，把大量空氣或其他氣體引入液態(tài)塑料中。工業(yè)上主要用此法生產(chǎn)脲醛泡沫塑料，可用作隔熱保溫材料或影劇中布景材料（如人造雪花）。
   物理法  常將低沸點(diǎn)烴類或鹵代烴類溶入塑料中，受熱時(shí)塑料軟化，同時(shí)溶入的液體揮發(fā)膨脹發(fā)泡。如聚苯乙烯泡沫塑料，可在苯乙烯懸浮聚合時(shí)，先把戊烷溶入單體中，或在加熱加壓下把已聚合成珠狀的聚苯乙烯樹脂用戊烷處理，制得所謂可發(fā)泡性聚苯乙烯珠粒。將此珠粒在熱水或蒸汽中預(yù)發(fā)泡，再置于模具中通入蒸汽，使預(yù)發(fā)泡顆粒二次膨脹并互相熔結(jié)，冷卻后即得到與模具型腔形狀相同的制品（見圖[可發(fā)泡性聚苯乙烯成型工藝]）。它們廣泛用作保溫和包裝中防震材料。也可采用擠出成型法，此時(shí)，既可使用可發(fā)泡珠粒，將其一次發(fā)泡擠出成片材；也可使用普通聚苯乙烯粒料，在擠出機(jī)適當(dāng)部位加入鹵代烴,使之與塑料熔體混合均勻,當(dāng)物料離開機(jī)頭時(shí)即膨脹發(fā)泡。擠出法常用于制片材或板材，片材經(jīng)真空吸塑成型可制成食品包裝盒和托盤等。聚乙烯也可用類似方法制得擠出發(fā)泡制品。
   引入氣體的物理方法還有溶出法、中空微球法等。溶出法是將可溶性物質(zhì)如食鹽、淀粉等和樹脂混合，成型為制品后，再將制品放在水中反復(fù)處理，把可溶性物質(zhì)溶出，即得到開孔型泡沫制品，多用作過濾材料。中空微球法是將熔化溫度很高的空心玻璃微珠與塑料熔體相混，在玻璃微珠不致破碎的成型條件下，可制得特殊的閉孔型泡沫塑料。
   化學(xué)法  可分為兩類：①采用化學(xué)發(fā)泡劑，它們?cè)谑軣釙r(shí)分解放出氣體。常用的化學(xué)發(fā)泡劑，如偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈、[kg2]，－二亞硝基五亞甲基四胺、碳酸氫鈉等。許多熱塑性塑料均可用此法作成泡沫塑料。例如聚氯乙烯泡沫鞋，就是把樹脂、增塑劑、發(fā)泡劑和其他添加劑制成的配合料，放入注射成型機(jī)中，發(fā)泡劑在機(jī)筒中分解，物料在模具中發(fā)泡而成。泡沫人造革則是將發(fā)泡劑混入聚氯乙烯糊中,涂刮或壓延在織物上,連續(xù)通過隧道式加熱爐，物料塑化熔融、發(fā)泡劑分解發(fā)泡、經(jīng)冷卻和表面整飾，即得泡沫人造革。硬質(zhì)聚氯乙烯低發(fā)泡板材、管材或異型材則用擠出法成型，發(fā)泡劑在機(jī)筒中分解，物料離開機(jī)頭時(shí)，壓力降到常壓，溶入氣體即膨脹發(fā)泡,如果發(fā)泡過程與冷卻定型過程配合得當(dāng),就可得到結(jié)構(gòu)泡沫制品。②利用聚合過程中的副產(chǎn)氣體，典型例子是聚氨酯泡沫塑料，當(dāng)異氰酸酯和聚酯或聚醚進(jìn)行縮聚反應(yīng)時(shí)，部分異氰酸酯會(huì)與水、羥基或羧基反應(yīng)生成二氧化碳。只要?dú)怏w放出速度和縮聚反應(yīng)速度調(diào)節(jié)得當(dāng)，即可制是泡孔十分均勻的高發(fā)泡制品。聚氨酯泡沫塑料有兩種類型，軟質(zhì)開孔型形似海綿，廣泛用作各種座椅、沙發(fā)的座墊以及吸音、過濾材料等；硬質(zhì)閉孔型則是理想的保溫、絕緣、減震和漂浮材料。