《塑料发泡成型技术》ppt课件

1、塑料其它成型技术塑料其它成型技术塑料工程教研室塑料工程教研室单元二单元二 塑料发泡成型塑料发泡成型 常见的树脂中泡哪些常用作泡沫塑料？常见的树脂中泡哪些常用作泡沫塑料？ 泡沫塑料有何特点？泡沫塑料有何特点？ 泡沫塑料的成型方法有哪些？泡沫塑料的成型方法有哪些？ 泡沫塑料的分类？泡沫塑料的分类？ 常用的发泡方法？常用的发泡方法？聚乙烯模压发泡聚乙烯模压发泡 聚乙烯发泡的问题与优势聚乙烯发泡的问题与优势 配方配方 工艺流程工艺流程 工艺条件控制工艺条件控制 影响发泡效果分析影响发泡效果分析 实验分组实验分组一、概述一、概述 PEPE、PVCPVC、PSPS、PUPU。热固性塑料有：酚醛、脲甲醛热固

2、性塑料有：酚醛、脲甲醛UFUF、环氧树脂、环氧树脂EPOEPO、有机硅等，、有机硅等， 特点：密度低特点：密度低1010500Kg/m3500Kg/m3、隔音、隔热、防震等特点。、隔音、隔热、防震等特点。 消费泡沫塑料的资料消费泡沫塑料的资料: :一切热塑性塑料和热固性塑料一切热塑性塑料和热固性塑料 泡沫塑料的成型方法：挤出、注射、模压、浇铸、压延。泡沫塑料的成型方法：挤出、注射、模压、浇铸、压延。泡沫塑料的分类泡沫塑料的分类 1 1、按软硬程度分即机械强度分、按软硬程度分即机械强度分软质泡沫塑料，在软质泡沫塑料，在2323和和RH50%RH50%条件下，弹性模量小于条件下，弹性模量小于70M

3、Pa,70MPa,富有柔韧性、紧缩硬度很小、应力解除后能恢富有柔韧性、紧缩硬度很小、应力解除后能恢复原状，剩余变形较小；复原状，剩余变形较小；硬质泡沫塑料，弹性模量高于硬质泡沫塑料，弹性模量高于700MPa,700MPa,无柔韧性，紧缩硬无柔韧性，紧缩硬度大，应力到达一定值方产生变形，解除应力后不能度大，应力到达一定值方产生变形，解除应力后不能恢复原状；恢复原状；半硬质泡沫塑料，弹性模量在半硬质泡沫塑料，弹性模量在7070700MPa700MPa之间，性质介之间，性质介于两者之间。于两者之间。2 2、按密度分、按密度分 密度密度0.4g/cm30.4g/cm3， 低发泡；低发泡；密度密度=0.

4、1=0.10.4g/cm, 0.4g/cm, 中发泡；中发泡；密度为密度为0.1g/cm0.1g/cm以下，以下， 高发泡。高发泡。3 3、按气孔构造不同分、按气孔构造不同分开孔泡沫塑料开孔泡沫塑料孔与孔是相通的，具有良好的吸音性能和孔与孔是相通的，具有良好的吸音性能和缓冲性能；缓冲性能；闭孔泡沫塑料闭孔泡沫塑料每一孔是独立的，具有较低的导热性能和每一孔是独立的，具有较低的导热性能和较小的吸水性。较小的吸水性。常见泡沫塑料分类常见泡沫塑料分类硬质软质开孔闭孔开孔闭孔酚醛塑料聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯脲醛塑料聚苯乙烯聚氨酯有机硅塑料聚氯乙烯薄片聚氨酯聚乙烯醇缩甲醛乙酸纤维素聚乙烯脲醛塑料环氧塑料一

5、、泡沫塑料的发泡方法一、泡沫塑料的发泡方法一物理发泡法一物理发泡法 二化学发泡法二化学发泡法三机械发泡法三机械发泡法大家想想泡沫塑料中的泡孔的产生过程？大家想想泡沫塑料中的泡孔的产生过程？ 聚苯乙烯泡沫塑料是如何制备的？LDPE MFR=3g/10min 100EVA 改性剂20可不加DCP 交联剂1AC 发泡剂5.5zno0.5HSt 光滑剂 1.5三碱式硫酸铅 活化剂降低发泡剂的分解温度3看视频说说PS发泡资料的制备过程采用悬浮聚合得到珠状PS制品，粒径大小均匀浸渍发泡剂水蒸气初步加热 可发性发泡珠粒模塑发泡制品模塑发泡设备及制品二、聚丙烯泡沫塑料二、聚丙烯泡沫塑料 1、聚丙烯发泡的优点、

6、聚丙烯发泡的优点 2、结晶性发泡资料的难点、结晶性发泡资料的难点 3、如何处理？、如何处理？ 4、发泡方法、发泡方法 5、研讨现状、研讨现状交联聚丙烯交联聚丙烯无交联聚丙烯无交联聚丙烯总结总结 泡沫塑料的分类泡沫塑料的分类 PS发泡资料的工艺流程发泡资料的工艺流程 聚丙烯发泡的现状聚丙烯发泡的现状 作业：思索一下，如何提高聚丙烯的发泡性作业：思索一下，如何提高聚丙烯的发泡性能，有哪些比较好的方法？能，有哪些比较好的方法？5、挤出成型 可发性聚苯乙烯珠粒可直接用于挤出成型片材和薄膜，制品的密度偏高为0.32-0.80 g/cm3。由于在挤出过程中很容易呵斥在机筒内塑化压实情况，所以制品密度偏高，

7、为降低制品密度可参与1.6%的硼酸和1.8%的碳酸氢钠。二、聚乙烯泡沫塑料 聚乙烯泡沫塑料密度小，低温性能和抗化学腐蚀性能良好，并且具有一定的物理力学强度，因此可用于日用制品、精细仪器包装资料、保暖资料、水上漂浮资料以及替代天然木材等方面，运用面很广，开展也很迅速。 一聚乙烯发泡的特点1、聚烯烃结晶度高，在未到达结晶熔融温度以前，树脂几乎不能流动，而到达熔融温度，整个聚合物的熔融黏度急剧下降，使发泡过程中产生的气泡很难坚持 2、PE结晶度高结晶快；从熔融态到晶态时放出大量的结晶热；熔融聚烯烃的比热容较大；从熔融态冷却到固态需时间较长；使发泡的气体逃逸的时机增多；3、聚烯烃塑料的透气性大，使发泡

8、的气体难坚持。 为了改善聚烯烃类塑料的发泡缺陷，常采用树脂分子间交联的方法调理熔融物的粘弹性，使之到达发泡所需的条件，并提高泡沫塑料的物理机械性能。二聚烯烃的交联 交联方法有物理交联和化学交联，而物理交交联方法有物理交联和化学交联，而物理交联常用的是辐射交联，由于辐射交联需求很昂贵的联常用的是辐射交联，由于辐射交联需求很昂贵的设备，特殊产品如薄的发泡制品、细径电缆消费时设备，特殊产品如薄的发泡制品、细径电缆消费时有运用，普通的采用化学交联。有运用，普通的采用化学交联。 交联剂都含有氧交联剂都含有氧-氧键，如：过氧化二异丙苯氧键，如：过氧化二异丙苯(DCP等，它的键能小，不稳定，在热和光作用下容

9、易分等，它的键能小，不稳定，在热和光作用下容易分解生成游离基，从而引发聚乙烯主链上某些碳原子解生成游离基，从而引发聚乙烯主链上某些碳原子产生活性，而后两个大分子游离基相互结合产生产生活性，而后两个大分子游离基相互结合产生c-c交联键。交联键。参与助交联剂，如：马来酰亚胺、顺丁烯二酸酐、参与助交联剂，如：马来酰亚胺、顺丁烯二酸酐、1，2聚丁二烯等含有双键和过氧键的化合物。可以聚丁二烯等含有双键和过氧键的化合物。可以提高过氧化物的交联效率，可以提高交联度，使泡提高过氧化物的交联效率，可以提高交联度，使泡沫均匀、巩固。沫均匀、巩固。 交联时间 有机过氧化物的反响是从分解开场的，当交联剂分解到其浓度一

10、半时所需的时间，称为半衰期。而交联时间取预定交联温度下半衰期的1012倍的时间。在发泡成型过程中，要防止交联剂过早到达分解温度，选择过氧化物的稳定性要适宜交联起始要求和加工的要求。如图(下页)。是三种过氧化物半衰期和分解温度的关系。 1过氧化二叔丁烷过氧化二叔丁烷 22，5二甲基二甲基2，5双己烷双己烷 3过氧化二异丙苯过氧化二异丙苯为了制得不同性能的PE泡沫塑料制品,可以对PE本身进展改性,如接枝；同EVA、聚异丁烯、天然橡胶或合成橡胶、聚苯乙烯、高低密度聚乙烯等共混；还可以在泡沫塑料中运用填料。 填料的作用:a、扩展泡沫塑料的物理性能范围,如碳黑、二氧化硅可作为加强填料,提高泡沫的挠曲模量

11、、拉伸强度、紧缩载荷和刚度;碳酸钙、亚硫酸钙、硅酸钙可以较低泡沫塑料的本钱,改良其熄灭性能等；b、可以使溶解的气体进一步成核，使气泡分散更广，泡孔尺寸更加一致。填料普通不改动泡孔的构造，而对与泡壁有关的泡沫塑料的性能气体浸透性有关。c、含填料、发泡剂、交联剂的HDPE，可以制成泡孔细小的泡沫塑料，密度最小达0.04g/cm3。参与填料会降低过氧化物的交联效率，要相应添加用量来补偿。三聚乙烯泡沫塑料的成型 挤出法挤出法 注射法注射法 模压法模压法 一步法和两步法一步法和两步法 可发性可发性PE珠粒法珠粒法 有交联和无交联法有交联和无交联法(低发泡制品低发泡制品) 化学发泡法化学发泡法物理发泡法物

12、理发泡法直接挤出法直接挤出法挤出后常压交联发泡法挤出后常压交联发泡法高压法高压法低压法低压法PE发泡片材消费线PE物理发泡法挤出PEPE物理发泡挤出网及设备物理发泡挤出网及设备2、模压法 1一步法配方： 仅供参考LDPE MFR=3g/10min 100EVA 改性剂20可不加DCP 交联剂1AC 发泡剂5.5zno0.5HSt 光滑剂 1.5三碱式硫酸铅 活化剂降低发泡剂的分解温度3工艺流程 1.LDPE、EVA混合 2.两辊塑炼加AC、三碱式硫酸铅混合粗炼3.再参与交联剂精炼 4.拉片 5.模压交联 6.开模发泡工艺控制： 混合在室温下进展。混炼温度在树脂的熔点以上，交联剂和发泡剂的分解温

13、度以下110120。 混炼好后，按模具大小出片，厚度1mm左右，按质量称量、裁切后，放入模压模具，加热160左右、加压7.1210.78MPa68min，交联剂交联，后发泡剂分解，待发泡剂完全分解后，解除压机的压力开模，使热的物料膨胀弹出，在23秒内完成发泡。 在发泡过程中特别要留意物料的粘弹性，假设粘弹性太低，如遇微小的机械阻力，就会导致泡沫塑料的龟裂，在消费中，有用开模前适当降低物料的温度，使其粘弹性提高，再开模的方法。 所以一步法所得泡沫塑料的发泡倍率不高，普通在315倍。而两步法可得发泡倍率为30倍的PE泡沫塑料。 2两步法 成型工艺：首先将塑炼好的片材在压机上模压成型工艺：首先将塑炼

14、好的片材在压机上模压,温度温度150,时间根据片材的厚度时间根据片材的厚度,常为常为30min左右左右,去压去压,开模开模,完成第一步发泡完成第一步发泡,密度密度0.098g/cm3,此时此时70%的发泡剂没有分解的发泡剂没有分解,然后趁热置于然后趁热置于165的油的油浴中加热浴中加热20min,这一步资料的密度进一步降低这一步资料的密度进一步降低,但但是尚有是尚有7%发泡剂没有分解发泡剂没有分解,从油浴中取出从油浴中取出,室温下室温下冷却冷却,余下的发泡剂继续分解余下的发泡剂继续分解10min后，发泡终了。后，发泡终了。所制得的制品泡孔细小均匀所制得的制品泡孔细小均匀,密度密度0.027g/

15、cm3。3、注射法PE构造泡沫塑料构造发泡资料是指密度在1060kg/cm之间的发泡资料，制品外表呈封锁的致密层，芯部呈微孔泡沫构造。厚度在5mm以上。1低压构造发泡注射模腔压力27MPa普通注射模腔压力3060MPa2高压构造发泡注射模腔压力715MPa多工位构造发泡注射机多组分构造发泡注射机多组分构造发泡注射机部分三、聚氨酯泡沫塑料是以多元醇聚醚或聚酯型和二异氰酸酯为原料，参与催化剂交链催化剂和发泡催化剂、发泡剂化学发泡剂和外发泡剂、泡沫稳定剂外表活性剂经过混合搅拌后发泡、熟化而成。主要发泡气体为异氰酸酯与水反响构成二氧化碳。聚酯型聚氨酯泡沫塑料性能优良，价钱高。聚醚型价钱低，普遍运用。聚

16、氨酯泡沫塑料分类聚氨酯泡沫塑料分类根据原料不同和配方不同分软质、半硬质和硬质泡沫塑料。消费软质泡沫塑料聚醚或聚酯都是线型的或稍带支链的长链分子，每个大分子带有23个羟基，相对分子质量为20004000。消费硬质泡沫塑料的聚醚或聚酯相对分子质量较小，具有支链构造，官能度38之间。软质的主要用于家具衬垫、车用垫材、地毯低衬、建筑吸声、体育垫、床垫和仪器包装等；硬质用于冰箱、冷库等隔热保温，石油管道等的隔热。按发泡方法分类有：块状、模塑和喷涂聚氨酯泡沫塑料。聚氨酯发泡工艺1、一步法：中密度聚酯型软质聚氨酯泡沫塑料配方原料配比聚酯多元醇100三亚乙基二胺0.150.25聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯510

17、二乙基乙醇胺0.30.5蒸馏水2.83.2甲苯二异氰酸酯异构比65/35 36/40性能目的密度/(kg/m3)4042拉伸强度/kPa160200伸长率/%250350紧缩强度(25%)/kPa46回弹/% 30热导率/W/(m.K) 0.043工艺：按配方用量比把各种原料用计量泵送到带有高速搅拌器的发泡机混合器内，混合器能挪动1418次/min，以加强搅拌作用。然后从器底部不断排出混合物，流到延续运转的传送带上，传送带上衬有纸张，混合物即开场发泡，经过烘道后，发泡终了。剥去纸张，在室温或70100下熟化。2、两步法 首先将聚醚树脂和适量的异氰酸酯生成预聚体，再与其他组分高速混合，发泡。聚醚聚醚异氰酸酯异氰酸酯预聚体预聚体其他组分其他组分贮槽贮槽贮槽贮槽高速混合器高速混合器40006000r/min排出发泡排出发泡制品制品消费控制要素消费控制要素1.原料用