聚氨酯发泡料的应用范围十分广泛

时间：2023年5月26日 点击量：1082

      微孔发泡注塑成型，微孔发泡注塑成型属于物理发泡法。常规泡沫塑料的泡孔直径一般大于50μm，泡孔的密度（单位体积内泡孔的数量）小于106个/cm3。这些大尺寸的泡孔受力时常常成为初始裂纹的发源地，降低了材料的机械性能。
      为了满足工业上要求降低某些塑料产品的成本而不降低其机械性能的要求，20世纪80年代初期，美国的一些专家学者以CO2、N2等惰性气体作为发泡剂研制出泡孔直径为微米级的泡沫塑料，并将泡孔直径为1μm-10μm，泡孔密度为109-1012个/cm3的泡沫塑料定义为微孔塑料。
微孔发泡注塑成型工艺一般要经历聚合物/气体均相体系的形成、泡孔成核、泡孔长大及泡孔定型四个阶段，其成型过程复杂，各个阶段的形成机理不同，主要影响参数也不同。聚合物/气体均相体系的形成是发泡过程的必要条件，直接影响后续泡孔的成核、长大及定型；气泡核的形成阶段对泡孔的密度和分布有着决定性的作用。泡孔长大的过程直接影响泡孔的几何形状和结构；泡孔定型阶段则决定气泡长大的结果能否得到保持。典型的微孔发泡注塑工艺与普通注塑有很大的不同，其不同之处主要表现在：在机筒中需将超临界流体注入到聚合物中，然后经混炼均化后形成单相溶液；注射时熔体不用充满型腔，未充满的部分可以通过气泡长大来补充；保压阶段大大减短，甚至不用保压。微孔注塑发泡过程中，在螺杆的计量段将超临界流体注入注塑机机筒中，当超临界流体和塑料熔体沿着螺杆向前输送时，由超临界流体本身的扩散作用和螺杆的剪切混合作用，使超临界流体溶于塑料熔体中形成单相溶液，这种单相溶液的黏度比纯熔融塑料的低很多。
      为避免单相溶液在机筒中提前发泡，必须保证机筒中的单相溶液在整个成型过程中都维持在一定的压力（超临界流体的临界压力）之上。只有单相溶液才能发生均匀的成核作用，在熔体内形成大量的气泡核，在注射阶段，由螺杆把单相溶液注入型腔，由于压力骤降，气泡开始成核并逐渐长大，直到熔体完全充满型腔，再经由模具冷却，最后开模顶出制品。
     整个成型过程中各个加工参数都是相互依赖的，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气泡核密度，进而得到较佳的泡孔结构，提高制品的力学性能。
开发微孔发泡注塑成型工艺的技术难度比较大，因为和常规泡沫塑料相比，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，必须要保证对进入机筒熔体中的超临界流体精确计量，要求塑料熔体必须充分混合、均化、分散，形成均相混合体，保证熔体中的成核点必须多于109个/cm3、及时控制成核气泡的膨胀等等。
    这对设备本身及注塑工艺参数的要求都非常之高，需要采用一套带计量控制装置的气体输入设备。采用该技术的特点是：制品重量大约可减少50％左右，注射压力大约可降低30-50％，锁模力可降低20％左右，循环周期可减少10-15％等。据报道，国外一些注塑机生产商已成功开发出微孔塑料注塑机，目前还有一些公司正在加紧发展自己的微孔塑料注射成型设备。而国内目前的发展情况为在微孔塑料的理论研究上取得了一定进展，并已在实验室制备出多种型号的微孔塑料，但离微孔塑料的产业化还有一段很长的距离要走，目前国内还未有微孔塑料注射成型设备的相关产品。
   聚氨酯发泡塑料由于有气泡的存在，因此具有质轻、省料、能吸收冲击载荷、隔热及隔音性能良好、比强度高等特性，特别是可以节省材料、减小能耗、降低成本方面，使得可以大力推广应用。微孔发泡塑料除了具有上述一般泡沫塑料的优点外，还有更加优良的力学性能。因此，泡沫塑料的应用范围十分广泛，特别是在制作汽车、飞机和各种运输器材等领域有特殊的应用价值。可以预计，注塑发泡尤其是微孔注塑发泡将是聚氨酯塑料加工机械及制品加工的一个热点。
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