石家庄启宏新材料制品有限公司 王娜

摘要；微孔发泡塑料具有质量轻、隔音、减震等优良性能，适合作为壁纸等家用材料，可进一步制作3D浮雕壁纸。本文以微孔发泡环保塑料的应用和制备膜为目标，研究了微孔发泡环保塑料的应用，并研究了与之相匹配的间歇发泡工艺制备。为了给相关行业提供一定的参考价值。

关键词：微孔；发泡；环保塑料；

1.引言

微孔泡沫塑料是一种基于多种树脂的聚合物材料，其中存在大量的气泡。这类材料具有隔热、隔音、轻便、高强度和减震能力等优点，因此广泛应用于日常用品、汽车、包装和家装等领域。微孔泡沫塑料的性能受发泡高度、发泡密度和孔径等因素的影响，这些因素取决于发泡过程和高分子材料本身的性能。通常发泡过程主要由连续发泡挤出、半连续发泡、周期发泡等组成，发泡工艺参数主要是发泡压力、发泡温度和发泡时间，这些工艺参数决定了微孔形成材料的发泡效果。高分子材料的种类、配方、流变性能和玻璃化温度对微孔泡沫的发泡也有不同的影响。因此，深入研究微孔泡沫塑料不仅要研究发泡工艺，选择合适的发泡工艺，调整工艺参数，还要从高分子材料本身的性质入手，选择材料类型、配方，研究不同材料组分对微孔泡沫塑料形成的影响.由于单一材料的性能往往很难满足产品性能的要求，因此必须对材料进行修改。因此，改性材料对发泡工艺的影响，以及对微孔型泡沫最终性能的影响，对研究具有重要意义。

2.微孔泡沫塑料的应用

随着工业的快速发展和人民生活水平的提高，各行业对材料的要求越来越高。微孔泡沫塑料虽然是一种成形材料，但考虑到其优异的性能，应用迅速、广泛。在航天领域，微孔泡沫塑料常被用作承重结构、隔热结构和填料，如无人机垂直翼、卫星太阳能电池板框架等。由于质量优秀，运输成本和燃油经济性大大降低。在医学领域，由于有孔塑料中的气泡相互连接，可以使小分子液体在气泡孔中流动，因此常被用作分离和吸附材料、药物缓释剂等。在运输领域，微孔塑料可用于制造飞机、高速铁路、内部装饰和汽车零件，如仪表板、车顶和车门衬垫。在建材领域，采用微孔泡沫塑料具有隔音、隔热、减震等特点，常用于地板、墙纸、管材、板条、家具零件等的制造。在家电领域，微孔塑料可生产计算机、电视、空调等家用电器、外壳及其部件。在包装领域，利用其轻便、缓冲性能的优势，经常作为沙发、软袋、手袋等产品的户外包装，使产品轻便舒适。微孔泡沫塑料与生产特点和工艺改进的良好结合，其应用范围将不断扩大。

3.微孔泡沫塑料的制备

微孔泡沫塑料发泡过程一般可分为以下三个阶段：第一步，将气体扩散到聚合物上实现热力学平衡，从而形成聚合物/气体均质体系；在第二阶段，由于压力的急剧下降或温度的急剧上升，在热力学不稳定的情况下，均质系统形成气体过饱和成气泡核的气体核，并将停止生长，直至只要粘性弹性聚合物的应力和气泡的表面张力不等于气泡内部的压力：在第三阶段冷却中，目前制备微孔塑料的主要方法是超饱和气体法、单片聚合法，热感相分离法和反溶剂法沉积压缩液。特别是采用环保优选廉价的CO2或N2作为发泡剂，具有较高的核效率的超饱和气体法，应用最广泛，研究最为广泛。

3.1间歇发泡法..

温度升高主要是通过快速升温来实现的，使气态/聚合物均质系统产生热力学不稳定性，从而形成气泡核和发泡性。形成压力容器饱和系统和超临界CO2系统的高分子材料提取材料，迅速转化为高温甘油浴加热。在高温（接近玻璃形成材料）下，高分子材料软化，其内部二氧化碳压力升高，材料内部形成气体核心并开始膨胀形成孔洞，最终发泡过程在与外部相同的压力下结束。

王璇等人采用周期发泡法对PMMA发泡，研究了温升降压对材料气泡结构和发泡性能的影响.实验结果表明，两种方法对材料的发泡性能有不同的影响，加热法得到的多孔材料尺寸分布不均，平均多孔孔径小，多孔孔径密度大。降压法得到的发泡材料平均直径大，孔隙率密度小，但孔径分布均匀。在间歇发泡系统中，特别是黄汉森制备了PP/HDPE共混物及其纳米颗粒复合物，研究了纳米颗粒对孔隙结构的影响。结果表明，纳米颗粒的存在降低了PP/HDPE混合物中多孔材料的直径，增加了多孔材料的密度，但随着纳米颗粒含量的增加，多孔孔径首先减小，然后增大。工艺参数如压力、温度等。影响CO2溶解度和PET通胀率.结果发现CO2在PET中的溶解度和PET通胀随温度升高而降低，随压力增大而增加.MMatuana等人。为制备微孔材料，PLA研究了发泡时间和发泡温度两个工艺参数对产品体积膨胀和孔隙率的影响.结果表明，随着发泡时间的延长，材料的体积膨胀和孔隙率逐渐降低；随着发泡温度的升高，材料的体积膨胀和孔隙率首先增减。

3.2半连续发泡法

半连续发泡法是在周期发泡的基础上进行的，用于聚合物微孔膜的批量生产。半连续发泡物一般由卷膜组成，周期性发泡斑为小塑料。多卷薄膜塑料被放置在大型高压容器中，在容器中填充超临界CO2含量，并像周期性发泡那样保持一定的饱和时间。达到饱和状态后，取出材料，放入发泡生产线，油浴后的发泡、冷却、干燥、剪切、收卷，最终在那微孔塑料薄膜中，这些步骤不同于周期性发泡。整个发泡过程、塑料制备过程和超临界CO2饱和系统是连续的，之后发泡过程是连续的，因此被称为半连续炮。

3.3连续挤出发泡法

连续挤压发泡材料挤出机的使用方法，具有生产效率高、参数易于控制等特点，广泛应用于工业生产。具体步骤：先在挤出机中加入聚合物材料，在螺杆区由于机器中的高温加热进入熔体模式，然后在简氏机中转入超临界CO2。由于螺杆剪切搅拌良好，超临界流体具有良好的扩散性能，可在短时间内快速形成超临界CO2聚合物体系。当材料通过机器前模时，压力瞬间降低，超临界CO2迅速形成气态核并膨胀，形成微孔发泡材料。最后，模具冷却。

目前采用泡沫挤压法生产微孔板.连续挤压发泡法由于其生产效率高，在工业生产中得到了广泛的应用，因此国家专家对发泡法的基础、发泡法、材料性能和发泡设备的设计进行了广泛深入的研究，以指导工业生产。徐志娟等人发现，机头压力不够高，PP/超临界CO2系统在喷嘴出模前发生相分离，发泡过程超前，导致“熔体破裂”现象，影响发泡材料质量。研究表明，在一定的温度下，螺钉的旋转速度是存在的——一定的范围，以避免“熔体破裂”。在一定的转速下，有一定的温度范围，以避免“熔体破裂”.像Michaelil这样的研究表明，挤出机碎片的数量会影响超临界CO2在聚合物中的溶解度。实验结果表明，超临界CO2的溶解度将随粘液块数的增加而增加，从而导致最终微孔塑料中气泡密度的增加。钱明伟等改性PP进行了挤压气泡，研究了发泡产品表观密度比和鼻腔压力气泡结构等工艺参数.所得结果表明，由于随机头压升高，泡沫材料的视密度降低，随CO2浓度的升高而降低，随熔体温度的升高而增加。头部压力的增加和二氧化碳的浓度导致材料孔隙率的增加。然而，二氧化碳浓度可能因其溶解度而波动。

3.4注射成型发泡法

注射成型发泡也是制备微孔泡沫塑料的常用方法，主要用于制备特殊形状的发泡产品。具体步骤如下，首先是聚合物材料，在螺钉和加热器的共同作用下，将塑料制成熔体筒。然后开车。进入二氧化碳气缸的超临界点。由于螺杆剪切搅拌良好，超临界流体具有良好的扩散性能，可在短时间内快速形成超临界CO2聚合物体系。在同质性系统反复加热时，采用预热器，降低了超临界CO2在熔体中的溶解度，从而形成气体核心。然后螺钉将充满气态核的熔化体推进腔内，因为由于负压压缩空气的结果，气核不能膨胀。最后，当熔体充满空腔时，压力迅速降低，同时气体核膨胀形成气泡，同时对模具进行冷却，使材料固化定型。

结论

微孔泡沫塑料以其优异的性能被广泛应用于各个行业，在墙纸等家居装饰领域逐渐开始流行。目前用于工业生产微孔塑料的主要是连续发泡和注射成型泡沫。且半连续发泡生产微孔塑料型薄膜具有较高的生产效率，且工艺不会产生有害物质，可实现绿色生产。因此，采用半连续发泡法生产墙纸等家用微孔塑料具有良好的发展前景。家庭用品需求量大，产品种类不断变化，发展迅速。

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