聚氨酯發泡料的應用范圍十分廣泛

時間：2023年5月26日 點擊量：1354

      微孔發泡注塑成型，微孔發泡注塑成型屬于物理發泡法。常規泡沫塑料的泡孔直徑一般大于50μm，泡孔的密度（單位體積內泡孔的數量）小于106個/cm3。這些大尺寸的泡孔受力時常常成為初始裂紋的發源地，降低了材料的機械性能。
      為了滿足工業上要求降低某些塑料產品的成本而不降低其機械性能的要求，20世紀80年代初期，美國的一些專家學者以CO2、N2等惰性氣體作為發泡劑研制出泡孔直徑為微米級的泡沫塑料，并將泡孔直徑為1μm-10μm，泡孔密度為109-1012個/cm3的泡沫塑料定義為微孔塑料。
微孔發泡注塑成型工藝一般要經歷聚合物/氣體均相體系的形成、泡孔成核、泡孔長大及泡孔定型四個階段，其成型過程復雜，各個階段的形成機理不同，主要影響參數也不同。聚合物/氣體均相體系的形成是發泡過程的必要條件，直接影響后續泡孔的成核、長大及定型；氣泡核的形成階段對泡孔的密度和分布有著決定性的作用。泡孔長大的過程直接影響泡孔的幾何形狀和結構；泡孔定型階段則決定氣泡長大的結果能否得到保持。典型的微孔發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在：在機筒中需將超臨界流體注入到聚合物中，然后經混煉均化后形成單相溶液；注射時熔體不用充滿型腔，未充滿的部分可以通過氣泡長大來補充；保壓階段大大減短，甚至不用保壓。微孔注塑發泡過程中，在螺桿的計量段將超臨界流體注入注塑機機筒中，當超臨界流體和塑料熔體沿著螺桿向前輸送時，由超臨界流體本身的擴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熔融塑料的低很多。
      為避免單相溶液在機筒中提前發泡，必須保證機筒中的單相溶液在整個成型過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生均勻的成核作用，在熔體內形成大量的氣泡核，在注射階段，由螺桿把單相溶液注入型腔，由于壓力驟降，氣泡開始成核并逐漸長大，直到熔體完全充滿型腔，再經由模具冷卻，最后開模頂出制品。
     整個成型過程中各個加工參數都是相互依賴的，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，進而得到較佳的泡孔結構，提高制品的力學性能。
開發微孔發泡注塑成型工藝的技術難度比較大，因為和常規泡沫塑料相比，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，必須要保證對進入機筒熔體中的超臨界流體精確計量，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必須多于109個/cm3、及時控制成核氣泡的膨脹等等。
    這對設備本身及注塑工藝參數的要求都非常之高，需要采用一套帶計量控制裝置的氣體輸入設備。采用該技術的特點是：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，循環周期可減少10-15％等。據報道，國外一些注塑機生產商已成功開發出微孔塑料注塑機，目前還有一些公司正在加緊發展自己的微孔塑料注射成型設備。而國內目前的發展情況為在微孔塑料的理論研究上取得了一定進展，并已在實驗室制備出多種型號的微孔塑料，但離微孔塑料的產業化還有一段很長的距離要走，目前國內還未有微孔塑料注射成型設備的相關產品。
   聚氨酯發泡塑料由于有氣泡的存在，因此具有質輕、省料、能吸收沖擊載荷、隔熱及隔音性能良好、比強度高等特性，特別是可以節省材料、減小能耗、降低成本方面，使得可以大力推廣應用。微孔發泡塑料除了具有上述一般泡沫塑料的優點外，還有更加優良的力學性能。因此，泡沫塑料的應用范圍十分廣泛，特別是在制作汽車、飛機和各種運輸器材等領域有特殊的應用價值。可以預計，注塑發泡尤其是微孔注塑發泡將是聚氨酯塑料加工機械及制品加工的一個熱點。
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