m塑料用发泡剂的类型和使用方法

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1、塑料用发泡剂的类型和使用方法2009-10-21来源：网络文摘　　【全球塑胶网2009年10月21日网讯】    根据发泡气体的来源，可将发泡剂主要分成以下两类：即物理发泡剂和化学发泡剂。仅从名称上就可得知，物理发泡剂产生气体是通过状态的物理变化——一般是从液态到气态；而化学发泡剂产生气体则是通过化学反应。后者是热敏性化学品，当加热时，发泡剂发生分解反应，产生气态和固态两种分解产物，上述两类发泡剂又可各自分成许多小类。     物理发泡剂从理论上讲，在加工过程中，任何能与聚合物混合，并随之能汽化的材料，都可用来作为发泡剂。但实际上，物理发泡剂最好是在适当的条件能液化，并在正常的塑料加工温

2、度（或低于这一温度）下，能够汽化，使塑料发泡。这类发泡剂必须在适当条件下能溶于聚合物，但溶解度不能过大。发泡剂气体在聚合物内的渗透能力非常重要，每单位重量发泡剂所释放的出的气体的体积也同样重要。后者即称作发泡剂的效率，对于所有各种类型的发泡剂来说，这都是一种重要的检测指标，高效发泡剂标准为：每克至少释放150－200cc.气体（按标准状态计）。    目前最常用的物理发泡剂是氯氟烃类、烃类和压缩气体（如氮气和CO2）。这类发泡剂的使用要求是：其温度和压力必须保证发泡剂以液态形式与塑料混合。当改变温度和／或压力时就可使发泡剂发生汽化，即开始发泡。例如，如果一种低沸点的烃类发泡剂被泵送至一台

3、装有熔融塑料的挤塑机中，那么挤塑机内的高压就能使烃类发泡剂保持液态形式溶于聚合物中，当聚合物熔体出挤塑机时，骤然的压降即迫使发泡剂汽化，从而产生泡沫。简单气体，如氮气和CO2则需要比烃类或氯氟烃类高得多的压力，方能达到这一结果。核化剂可以促进形成均匀的泡孔结构。    为制成特低密度泡沫塑料（密度低至 10lb/cu.ft.左右）采用氯氟烃和烃类发泡剂效果极佳。其主要原因有两个。一是由于所需发泡剂之量极大（有时达到基质树脂重量的20%或更多），而这类发泡剂要比化学发泡剂便宜，这就补偿了设备上的较高费用；二是与泡沫稳定化的热力学相关。正如本文前面谈到的，要使一个泡沫稳定化，必须在出现塌陷之

4、前就得改变聚合物熔体的粘度。使用最广泛的烃类和氯氟烃类发泡剂，实际上可以降低它们所用于的聚合物的熔体粘度。当它们发生汽化而脱离聚合物溶液时，熔体的粘度升高了，就可减少为稳定泡沫所需的冷却费用。对于特低密度的泡沫塑料来说，这一点尤其重要。    尽管发泡剂具有固有的优点，但使用起来并不是没有问题的。大部分这类发泡剂都会污染自然环境，而且正在继续严重化。特别是氯氟烃类。而烃类也有这一问题，仅是程度稍轻。    使用最广泛的氯氟烃类发泡剂，都是一些全卤代品种，通常叫作CFCS。CFC－11和CFC－12就是典型代表。近年来，人们已经确认，这类化学品的使用与大气上层臭氧层变薄有关。因此，通过法律

5、约束与自愿行动的结合，这类发泡剂正迅速地被淘汰，目前它们正在被部分卤化的氯氟烃类（HCFCS）和氟烃类（HFCS）所代用。但是取代品最后是否能普遍使用，这一问题目前还不能肯定。其它与上述不同的取代途径目前也正在探讨之中。DOW公司最近宣称，他们开发了一种采用CO2制造特低密度聚苯乙烯泡沫塑料的新工艺。    另外一类常用的物理发泡剂，即烃类，相对来说对臭氧层没有什么影响。然而它们的使用也不是没有法规限制的。烃类的释放也和其它挥发性有机化合物（VOCS）一样，要受到法律的限制，因为它们的释放物会危害低层大气层，特别是生成了臭氧。法规的严厉性在各地区是有区别的，这要根据当地空气质量而定。此外

6、还应考虑到烃的易燃性。在作任何采用烃类为发泡剂的工厂设计时，这一点应为重要考虑因素。最广泛用作发泡剂的烃类是丁烷和正戊烷。    化学发泡剂化学发泡剂也可以分成二个主要类型：有机化学品和无机化学品。有机化学发泡剂品种非常多，而无机化学发泡剂则种类有限。最早的化学发泡剂（大约在1850年）是简单的无机碳酸盐和碳酸氢盐。这类化学品加热后会放出CO2，它们最后被碳酸氢盐和柠檬酸的混配物取代了，因为后者的预后效果要好得多。当今更优秀的无机发泡剂，其化学机理基本与上述相同，是聚碳酸类（原文为Poly－carbonic acids）和碳酸盐类混用。聚碳酸的分解是吸热反应，在320F 左右，每克酸可放

7、出100cc．左右的CO2，进一步加热至390F左右时，将会放出更多的气体。这一分解反应的吸热性质可能带来某种程度的好处，因为在发泡过程中散除热量是个大问题。除了作为发泡的气体来源，这类物质时常还用作物理发泡剂的核化剂。据信，这类化学发泡剂分解时形成的最初的泡孔，为随后物理发泡剂放出的气体提供了迁移的场所。    与无机发泡剂相反，可供选择的有机化学发泡剂品种繁多，物理形态也各自不同。过去一些年来曾评价过数百种可能用作发泡剂的有机化