一、什么是發泡塑料？
發泡塑料是以熱塑性或熱固性樹脂為基體，其內部具有無數微小氣孔的塑料。發泡是塑料加工的重要方法之一，塑料發泡得到的泡沫塑料含有氣固兩項 - 氣體和固體。
氣體以泡孔的形式存在于泡沫體中，泡孔與泡孔互相隔絕的稱為閉孔，連通的稱為開孔，從而有閉孔泡沫塑料和開孔泡沫塑料之分。泡沫結構的開孔或閉孔是由原材料性能及其加工工藝所決定的。
二、塑料發泡的歷史
塑料發泡的技術淵源久遠：最早是20年代初期的泡沫膠木，用類似制造泡沫橡膠的方法制取；30年代出現硬質聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫；40年代有聚乙烯、聚氯乙烯、環氧樹脂、酚醛泡沫；50年代則有可發性聚苯乙烯泡沫和軟質聚氨酯泡沫。現在，基本上所有的塑料，包括熱塑性和熱固性的都可以發泡為泡沫塑料。
工業上的制備方法有：擠出發泡、注塑發泡、模塑發泡、壓延發泡、粉末發泡和噴涂發泡等等。其中，注塑發泡是最重要的成型方法之一，我們今天講講注塑成型發泡。
三、發泡劑
發泡劑可簡單粗分為物理發泡劑與化學發泡劑兩類。
1）物理發泡劑
對物理發泡劑的要求是 ：無毒、無臭、無腐蝕作用、不燃燒、熱穩定性好、氣態下不發生化學反應、氣態時在塑料熔體中的擴散速度低于在空氣中的擴散速度。
水泥發泡劑
常用的物理發泡劑有空氣、氮氣、二氧化碳、碳氫化合物、氟利昂等 。
2）化學發泡劑
化學發泡劑是一種受熱能釋放出氣體諸如氮氣、二氧化碳等的物質，對化學發泡劑的要求是 ：其分解釋放出的氣體應為無毒、無腐蝕性、不燃燒、對制品的成型及物理、化學性能無影響，釋放氣體的速度應能控制，發泡劑在塑料中應具有良好的分散性。
化學發泡劑有哪些呢？應用比較廣泛的有無機發泡劑如碳酸氫鈉和碳酸銨，有機發泡劑如偶氮甲酰胺和偶氮二異丁腈。
四、發泡原理
發泡工藝的原理有兩種，物理發泡和化學發泡
1、物理發泡法
簡單地講，就是利用物理的方法來使塑料發泡，一般有三種方法：
（1）先將惰性氣體在壓力下溶于塑料熔體或糊狀物中，再經過減壓釋放出氣體，從而在塑料中形成氣孔而發泡；
（2）通過對溶入聚合物熔體中的低沸點液體進行蒸發使之汽化而發泡；
（3）在塑料中添加空心球而形成發泡體而發泡等。
物理發泡法所用的物理發泡劑成本相對較低，尤其是二氧化碳和氮氣的成本低，又能阻燃、無污染，因此應用價值較高；而且物理發泡劑發泡后無殘余物，對發泡塑料性能的影響不大。但是它需要專用的注塑機以及輔助設備，技術難度很大。
2、化學發泡法
化學發泡法是利用化學方法產生氣體來使塑料發泡：對加入塑料中的化學發泡劑進行加熱使之分解釋放出氣體而發泡；另外也可以利用各塑料組分之間相互發生化學反應釋放出的氣體而發泡。
采用化學發泡劑進行發泡塑料注塑的工藝基本上與一般的注塑工藝相同。塑料的加熱升溫、混合、塑化及大部分的發泡膨脹都是在注塑機中完成的。
總之，不論選取哪一種塑料原料，也不論采用哪一種發泡方法，其發泡過程一般都要經過形成氣泡核，氣泡核膨脹，泡體固化定型等階段。
五、微孔發泡成型技術
1、基本原理
微孔發泡成型過程可分成三個階段：
1、 首先是將超臨界流體(二氧化碳或氮氣)溶解到熱融膠中形成單相溶體；
2、 然后通過開關式射嘴射人溫度和壓力較低的模具型腔，由于溫度和壓力降低引發分子的不穩定性從而在制品中形成大量的氣泡核；
3、 這些氣泡核逐漸長大生成微小的孔洞。
圖 2 微泡成型過程
發泡后的制品橫切面放大圖如下，我們從中可以明顯看到表層還是未發泡的實體層，這是由于模具溫度較低，表面樹脂冷卻迅速，細胞核沒有成長的時間，所以還是未發泡的實體。
圖 3 發泡體的結構
2、MuCell的加工流程
我們來看一下MuCell的運作流程圖：
首先氮氣或二氧化碳經過超臨界流體控制系統產生超臨界流體，再輸出到射入界面，通過射入界面打入注塑機螺桿的攪拌區，熱熔膠和超臨界流體在攪拌區內充分溶解形成單相溶體，并在一定的恒定壓力下保持下來，當注塑機發出射膠指令時，開關式射嘴將會打開將單相溶體射人模具的型腔中，形成微孔發泡產品。
圖 4 Mucell技術流程
3、工藝特點
使用MuCell必須在注塑機上裝上特別的螺桿和炮筒，工藝特點如下：
螺桿具有特殊的螺紋設計
超臨界流體被射人攪拌區后，需要特殊螺紋來切碎超臨界流體，使之與熱熔膠充分溶解從而形成單相融體。
單相融體必須保持在一定的高壓下才不會離析
Trexel注塑機的螺筒有單向止逆閥和開關式射嘴設計，從而在螺筒前端的射出段形成一個密閉高壓區間。下圖用汽水瓶形象地進行了說明：注射時，開關式射嘴打開，就如同汽水瓶的蓋子被打開一樣，單相融體瞬間注人模具型腔開始發泡。
圖5 Mucell注塑工藝
用戶也可以在現有注塑機上進行升級，更換為Trexel特制的設備，如螺桿、螺筒，加裝注射器和射入界面系統，外接一個超臨界流體控制器來實現。當然，也可以購買一些品牌已整和了這些特制部件的新注塑機。
MuCell的螺桿和螺筒是定制件，考慮與注塑機規格的配合，一般選用相若的螺桿直徑，長徑比通常是22：1或24：1，比普通的較長些。值得一提的是，加裝了MuCell之后，仍可以很方便切換回傳統注塑，用戶可以根據需求靈活安排生產。
4、MuCelI微孔發泡技術降低成本
MuCell成型具有很多的特點：樹脂黏度降低令流體的流動性更高，這樣可以減低溶膠的溫度，模溫和射膠壓力低，塑件穩定，成型視窗大。MuCell工藝通過下列途徑降低了生產的成本：
可以采用較低的壓力注塑更平整、更筆直、尺寸更穩定，而沒有縮水的部件；
提高了注塑工藝水平，減少了注塑和裝配的不良率；
因尺寸更穩定，可減少模具尺寸反復修改，從而降低模具設計和制造成本；
降低鎖模力40-80％，減少毛邊，降低能耗，延長了模具壽命；
可以考慮使用更低噸位的注塑機或使用多模腔；
注塑周期縮短20-30％，增加生產效率，降低能耗，從而降低運營成本；
一般減少材料用量8-15％，更可以設計具有薄壁結構的制品來更加降低制品的材料成本；
一些金屬部件可以用塑膠件取代，可以設計厚度變化比較大的產品。
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