以(yi)PP料(liao)為(wei)基本成分，通過(guo)物理或(huo)化學方法填充大量(liang)氣泡(pao)，即可得到聚丙烯泡(pao)沫塑(su)料(liao)。與純塑(su)料(liao)相比，它具有密度小、比強(qiang)度高、能(neng)量(liang)吸收能(neng)力強(qiang)、隔音隔熱性能(neng)好等一(yi)系列特點，已在交通運輸(shu)、軍工、航空航天、日用品等領域獲得了廣(guang)泛(fan)應用，如制(zhi)作(zuo)各種(zhong)座墊(dian)、襯(chen)墊(dian)、床墊(dian)、梳芯(xin)、保溫隔熱材(cai)(cai)料(liao)、包裝(zhuang)材(cai)(cai)料(liao)、防撞防震材(cai)(cai)料(liao)、裝(zhuang)飾材(cai)(cai)料(liao)及建筑材(cai)(cai)料(liao)等。

在PP擠(ji)(ji)出發(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)四個過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中，首先要保證(zheng)聚合物(wu)/發(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)劑形成(cheng)均相(xiang)溶液(ye)，并建立足夠高的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)出機(ji)機(ji)頭(tou)(tou)壓(ya)(ya)力(li)(li)以抑制(zhi)發(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)體系在擠(ji)(ji)出口模附近提前發(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)；隨后(hou)發(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)體系要經(jing)過(guo)(guo)(guo)成(cheng)型(xing)機(ji)頭(tou)(tou)進(jin)行快速(su)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)核和(he)(he)(he)增長(chang)，這一過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中要保證(zheng)誘發(fa)更大的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)飽和(he)(he)(he)壓(ya)(ya)力(li)(li)和(he)(he)(he)更快的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)飽和(he)(he)(he)壓(ya)(ya)力(li)(li)降，以盡可能(neng)(neng)地(di)同(tong)時形成(cheng)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)氣泡(pao)(pao)(pao)(pao)核。在增長(chang)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中，合適的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)頭(tou)(tou)溫(wen)(wen)度對于(yu)增長(chang)氣泡(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)穩定和(he)(he)(he)較(jiao)(jiao)終(zhong)制(zhi)品發(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)倍率的(de)(de)(de)(de)(de)控制(zhi)非常關鍵；而(er)在定型(xing)固化(hua)階段，合理的(de)(de)(de)(de)(de)冷卻速(su)率對于(yu)較(jiao)(jiao)終(zhong)制(zhi)品的(de)(de)(de)(de)(de)密度和(he)(he)(he)性(xing)(xing)能(neng)(neng)也有重要影響。因此，加工設備包括(kuo)擠(ji)(ji)出機(ji)類型(xing)、螺(luo)桿構型(xing)、壓(ya)(ya)力(li)(li)控制(zhi)裝置、發(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)機(ji)頭(tou)(tou)，如(ru)果使用物(wu)理發(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)劑，則(ze)物(wu)理發(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)劑的(de)(de)(de)(de)(de)注入和(he)(he)(he)計量(liang)以及工藝參數(shu)包括(kuo)溫(wen)(wen)度和(he)(he)(he)壓(ya)(ya)力(li)(li)等對較(jiao)(jiao)終(zhong)發(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)泡(pao)(pao)(pao)(pao)體結(jie)構、密度、力(li)(li)學性(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)(he)(he)熱性(xing)(xing)能(neng)(neng)等將產生重大的(de)(de)(de)(de)(de)影響。

1 聚丙烯泡沫塑料的成型
根據泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫塑料(liao)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)成型中(zhong)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)動力的(de)來源，一般可分為機(ji)械發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)、物理(li)(li)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)、化學發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)三種類型。機(ji)械發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)是借(jie)助于機(ji)械的(de)強力攪拌，使(shi)(shi)氣(qi)體(ti)均勻地混入樹脂(zhi)中(zhong)形(xing)成氣(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)。物理(li)(li)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)則是借(jie)助于發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)劑(ji)在(zai)樹脂(zhi)中(zhong)物理(li)(li)狀(zhuang)態的(de)改(gai)變(bian)，形(xing)成大(da)量(liang)氣(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)。化學發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)是依靠(kao)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)劑(ji)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)生化學變(bian)化時產生氣(qi)體(ti)使(shi)(shi)樹脂(zhi)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)。PP發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)大(da)多采用化學發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)，使(shi)(shi)用的(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)劑(ji)有偶(ou)(ou)氮(dan)二(er)甲(jia)酰胺(an)、偶(ou)(ou)氮(dan)二(er)甲(jia)酸二(er)異丙酯等；亦可使(shi)(shi)用氮(dan)氣(qi)作物理(li)(li)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)劑(ji)進行(xing)物理(li)(li)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)。

PP泡(pao)(pao)沫塑(su)(su)(su)料(liao)的(de)發泡(pao)(pao)過程一般可以分(fen)為(wei)二個階段(duan)：首先是(shi)在塑(su)(su)(su)料(liao)熔體(ti)(ti)或液(ye)體(ti)(ti)中形(xing)成(cheng)大(da)量均(jun)勻、細密的(de)氣泡(pao)(pao)核，然(ran)后再膨(peng)脹(zhang)成(cheng)為(wei)所要求(qiu)的(de)泡(pao)(pao)體(ti)(ti)結(jie)構(gou)，較(jiao)后固化定型將泡(pao)(pao)體(ti)(ti)結(jie)構(gou)固定下來，得到泡(pao)(pao)沫塑(su)(su)(su)料(liao)。 PP泡(pao)(pao)沫塑(su)(su)(su)料(liao)常用(yong)的(de)成(cheng)型方(fang)法有擠出、注(zhu)塑(su)(su)(su)及模(mo)壓成(cheng)型等。

擠(ji)(ji)出成型(xing)是(shi)PP泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫塑料(liao)成型(xing)加(jia)工(gong)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要方法之一(yi)(yi)，一(yi)(yi)般的(de)(de)(de)(de)異型(xing)材(cai)、板材(cai)、管材(cai)、膜(mo)片、電(dian)纜絕緣層等(deng)發(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)制(zhi)品都采用擠(ji)(ji)出成型(xing)。擠(ji)(ji)出成型(xing)過程(cheng)中(zhong)可(ke)以采用物(wu)理發(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)或化學發(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)兩種發(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)方法。物(wu)理發(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)主(zhu)要采用一(yi)(yi)些碳氟化合(he)物(wu)及其混合(he)物(wu)，以及其它的(de)(de)(de)(de)低沸(fei)點液體(ti)(ti)，另外，直接注入氣體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)物(wu)理發(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)法也在PP泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫塑料(liao)的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)出成型(xing)過程(cheng)中(zhong)得到應用。影(ying)響擠(ji)(ji)出成型(xing)發(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)參(can)數主(zhu)要包括：擠(ji)(ji)出壓(ya)(ya)力(li)、擠(ji)(ji)出溫度(du)(du)、物(wu)料(liao)在擠(ji)(ji)出機中(zhong)的(de)(de)(de)(de)滯(zhi)留時(shi)間、口模軸向(xiang)壓(ya)(ya)力(li)等(deng)。一(yi)(yi)般來說，隨(sui)著擠(ji)(ji)出壓(ya)(ya)力(li)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)，泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)孔尺寸減(jian)小，泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)孔數量增(zeng)加(jia)；高質量的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)體(ti)(ti)只(zhi)是(shi)在較窄的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)范圍內才(cai)可(ke)能獲(huo)得。熔體(ti)(ti)溫度(du)(du)越(yue)高，聚合(he)物(wu)熔體(ti)(ti)強度(du)(du)越(yue)低，泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)內的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)壓(ya)(ya)力(li)就可(ke)能超過泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫表面(mian)張力(li)從而(er)使泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)體(ti)(ti)破裂。必須根據特定的(de)(de)(de)(de)聚合(he)物(wu)體(ti)(ti)系進(jin)行優化，確定一(yi)(yi)個適宜的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)溫度(du)(du)。延(yan)長物(wu)料(liao)在擠(ji)(ji)出機內的(de)(de)(de)(de)滯(zhi)留時(shi)間，會使氣泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)數目(mu)增(zeng)加(jia)。

在(zai)PP擠(ji)出(chu)發(fa)泡(pao)(pao)中，泡(pao)(pao)沫結(jie)(jie)構受(shou)到熔(rong)體(ti)結(jie)(jie)晶的影響，在(zai)擠(ji)出(chu)機(ji)頭(tou)(tou)處進(jin)(jin)行固化定(ding)型(xing)。因此，擠(ji)出(chu)機(ji)頭(tou)(tou)處PP的結(jie)(jie)晶溫度(du)非常重要(yao)，如(ru)果(guo)結(jie)(jie)晶發(fa)生在(zai)發(fa)泡(pao)(pao)的早(zao)期，即(ji)發(fa)生在(zai)溶解(jie)的發(fa)泡(pao)(pao)劑剛擴散出(chu)熔(rong)體(ti)而進(jin)(jin)入成(cheng)核的氣(qi)泡(pao)(pao)，那么較(jiao)早(zao)的固化將使推(tui)動氣(qi)泡(pao)(pao)增長的氣(qi)體(ti)量不足，氣(qi)泡(pao)(pao)增長的動力不夠，影響發(fa)泡(pao)(pao)倍率和(he)較(jiao)終制(zhi)品的密度(du)；如(ru)果(guo)結(jie)(jie)晶的速(su)率過(guo)快，也(ye)將造成(cheng)上述情(qing)況的發(fa)生。而如(ru)果(guo)保持很高的機(ji)頭(tou)(tou)溫度(du)，結(jie)(jie)晶時間較(jiao)長，則氣(qi)體(ti)向(xiang)外(wai)擴散逃逸的幾(ji)率增大。因此，合適(shi)的結(jie)(jie)晶溫度(du)和(he)結(jie)(jie)晶速(su)率對于PP的擠(ji)出(chu)發(fa)泡(pao)(pao)具有(you)重要(yao)影響。

PP擠出(chu)(chu)發(fa)泡(pao)(pao)屬于(yu)(yu)連續性(xing)生產(chan)(chan)，效率(lv)高，易(yi)于(yu)(yu)實現(xian)工業化生產(chan)(chan)。一個典型(xing)的聚丙烯擠出(chu)(chu)發(fa)泡(pao)(pao)成型(xing)生產(chan)(chan)線包括以下6個部分：擠出(chu)(chu)機、成型(xing)口模(mo)、冷卻(que)定(ding)型(xing)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、牽引裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、切割裝(zhuang)置(zhi)(zhi)和卷取(qu)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)。其中(zhong)，擠出(chu)(chu)機的類型(xing)、螺桿的構型(xing)、壓力控制裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、發(fa)泡(pao)(pao)機頭，如果使(shi)用物理(li)發(fa)泡(pao)(pao)劑，則物理(li)發(fa)泡(pao)(pao)劑的注入和計(ji)量等對于(yu)(yu)控制發(fa)泡(pao)(pao)過程穩定(ding)進行、獲(huo)取(qu)合理(li)的泡(pao)(pao)體結構具有(you)重要意義(yi)。

擠(ji)(ji)出機(ji)是聚丙烯擠(ji)(ji)出發泡生(sheng)產線的核心部分。在現有的研究(jiu)中，單螺(luo)(luo)(luo)桿擠(ji)(ji)出機(ji)和雙螺(luo)(luo)(luo)桿擠(ji)(ji)出機(ji)均有使用，單螺(luo)(luo)(luo)桿擠(ji)(ji)出機(ji)又分為單階單螺(luo)(luo)(luo)桿擠(ji)(ji)出機(ji)和雙階串聯式單螺(luo)(luo)(luo)桿擠(ji)(ji)出機(ji)。

單階單螺(luo)(luo)桿(gan)擠(ji)出發(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)生(sheng)產(chan)線中(zhong)，為(wei)(wei)(wei)了(le)保(bao)證聚丙烯(xi)熔體和(he)氣體的(de)(de)均勻混(hun)合，形(xing)成均相溶(rong)液，螺(luo)(luo)桿(gan)的(de)(de)長徑(jing)比(bi)要大，一般在(zai)20以上，同時為(wei)(wei)(wei)了(le)提(ti)高混(hun)合質量，通常在(zai)螺(luo)(luo)桿(gan)計量段的(de)(de)過渡處增(zeng)加(jia)混(hun)煉元件，如在(zai)圖1中(zhong)螺(luo)(luo)桿(gan)頭部增(zeng)加(jia)一段銷釘段。此(ci)外，為(wei)(wei)(wei)了(le)避免(mian)溶(rong)有(you)發(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)劑(ji)的(de)(de)聚丙烯(xi)熔體在(zai)到(dao)達發(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)機(ji)頭之(zhi)前(qian)提(ti)前(qian)發(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)，并(bing)抑制過高溫度下氣體膨脹速度快(kuai)而(er)導(dao)致的(de)(de)氣泡(pao)塌陷，在(zai)熔體到(dao)達發(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)機(ji)頭之(zhi)前(qian)，需要使溶(rong)解有(you)發(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)劑(ji)的(de)(de)熔體充分冷卻到(dao)適宜溫度，因(yin)此(ci)通常在(zai)發(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)機(ji)頭之(zhi)前(qian)增(zeng)加(jia)靜(jing)態混(hun)合器，對于小型的(de)(de)擠(ji)出發(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)生(sheng)產(chan)線，靜(jing)態混(hun)合器的(de)(de)長度約(yue)為(wei)(wei)(wei)螺(luo)(luo)桿(gan)直徑(jing)的(de)(de)6-8倍。根據所用發(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)劑(ji)的(de)(de)不(bu)同，這(zhe)種擠(ji)出機(ji)可以分為(wei)(wei)(wei)中(zhong)間(jian)(jian)注(zhu)入(ru)式和(he)進(jin)口(kou)混(hun)入(ru)式兩種，化學(xue)發(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)劑(ji)采用進(jin)口(kou)混(hun)入(ru)式，而(er)物理發(fa)(fa)(fa)(fa)泡(pao)劑(ji)則采用中(zhong)間(jian)(jian)注(zhu)入(ru)式。

聚丙烯及(ji)相(xiang)關助劑(ji)(ji)(ji)在主(zhu)擠(ji)出(chu)機(ji)中進行熔融和混合，發(fa)(fa)泡(pao)劑(ji)(ji)(ji)在主(zhu)擠(ji)出(chu)機(ji)尾(wei)部(bu)注入，然(ran)后(hou)溶有(you)發(fa)(fa)泡(pao)劑(ji)(ji)(ji)的(de)熔體(ti)通過連接塊被轉(zhuan)移至輔擠(ji)出(chu)機(ji)的(de)加(jia)料段(duan)。采用輔擠(ji)出(chu)機(ji)的(de)目的(de)是為了使溶有(you)發(fa)(fa)泡(pao)劑(ji)(ji)(ji)的(de)熔體(ti)冷卻到適宜的(de)溫(wen)度，獲得較佳的(de)壓力(li)以抑制(zhi)氣泡(pao)塌(ta)陷(xian)。為了達到上述目的(de)，通常主(zhu)擠(ji)出(chu)機(ji)的(de)螺桿剪切混合能(neng)力(li)要(yao)強，而輔擠(ji)出(chu)機(ji)的(de)螺桿計量段(duan)要(yao)長，螺槽(cao)要(yao)深，以實現穩定(ding)的(de)低溫(wen)擠(ji)出(chu)。雙階串聯式單螺桿擠(ji)出(chu)機(ji)對工藝參數的(de)控制(zhi)精(jing)確，可以實現低密(mi)度聚丙烯發(fa)(fa)泡(pao)材(cai)料的(de)連續擠(ji)出(chu)發(fa)(fa)泡(pao)。

盡管單螺桿(gan)擠(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)機(ji)在聚(ju)丙(bing)(bing)烯擠(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)泡(pao)研(yan)究中(zhong)已得(de)到廣泛應(ying)用，但(dan)采用雙螺桿(gan)擠(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)機(ji)進(jin)(jin)行(xing)聚(ju)丙(bing)(bing)烯擠(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)泡(pao)也是(shi)一(yi)種很(hen)好的(de)(de)(de)選擇。雙螺桿(gan)擠(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)機(ji)以其(qi)穩定的(de)(de)(de)固體喂(wei)料、良(liang)好的(de)(de)(de)分散混(hun)合和分布(bu)混(hun)合，均勻(yun)的(de)(de)(de)熔體溫度分布(bu)而在聚(ju)丙(bing)(bing)烯的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)泡(pao)中(zhong)已經得(de)到了應(ying)用。但(dan)是(shi)，采用雙螺桿(gan)擠(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)機(ji)進(jin)(jin)行(xing)擠(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)泡(pao)面臨幾個問題：（1）設(she)備(bei)的(de)(de)(de)投(tou)資較大；（2）由于是(shi)饑餓式喂(wei)料，工作壓力(li)較低，因此(ci)當采用物(wu)理發(fa)(fa)(fa)泡(pao)劑(ji)時(shi)，一(yi)方(fang)面，發(fa)(fa)(fa)泡(pao)劑(ji)可通過加料斗逃逸(yi)，另(ling)一(yi)方(fang)面壓力(li)低，溶解在熔體中(zhong)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)泡(pao)劑(ji)量少(shao)，對(dui)氣泡(pao)成核(he)造成負面影響。因此(ci)，采用雙螺桿(gan)擠(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)機(ji)時(shi)，必(bi)須要對(dui)螺桿(gan)進(jin)(jin)行(xing)精(jing)心設(she)計以維(wei)持適宜的(de)(de)(de)機(ji)筒壓力(li)，保持動態的(de)(de)(de)熔體密封以阻止發(fa)(fa)(fa)泡(pao)劑(ji)逃逸(yi)。同時(shi)要在擠(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)機(ji)尾(wei)部加裝聚(ju)合物(wu)熔體齒輪泵以穩定和提(ti)高(gao)即(ji)將進(jin)(jin)入發(fa)(fa)(fa)泡(pao)機(ji)頭的(de)(de)(de)熔體壓力(li)。

發(fa)泡(pao)劑用(yong)量(liang)對于聚丙烯(xi)(xi)擠出發(fa)泡(pao)的(de)(de)影響很大(da)，為了(le)得到優質(zhi)的(de)(de)發(fa)泡(pao)材(cai)料，要盡可(ke)能多(duo)地在聚丙烯(xi)(xi)熔體中(zhong)溶解足夠量(liang)的(de)(de)發(fa)泡(pao)劑。在采用(yong)物(wu)(wu)理發(fa)泡(pao)劑時，為了(le)以精確的(de)(de)壓力(li)、溫(wen)度和流率在聚丙烯(xi)(xi)熔體中(zhong)注入(ru)物(wu)(wu)理發(fa)泡(pao)劑。目前研(yan)究大(da)多(duo)采用(yong)正位移泵來完(wan)成發(fa)泡(pao)劑的(de)(de)定壓、定量(liang)輸送，發(fa)泡(pao)劑的(de)(de)注入(ru)和計量(liang)裝(zhuang)置

成(cheng)型工(gong)藝如螺桿(gan)轉(zhuan)速、壓力降和(he)壓力降低速率(lv)、成(cheng)核劑的(de)(de)(de)分散以(yi)及發泡(pao)(pao)(pao)機頭的(de)(de)(de)溫度(du)等對于聚(ju)丙烯(xi)擠出發泡(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)氣泡(pao)(pao)(pao)成(cheng)核和(he)增長(chang)速率(lv)具有(you)(you)很大的(de)(de)(de)影響，通過合理的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)成(cheng)型工(gong)藝，可以(yi)對聚(ju)丙烯(xi)擠出發泡(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)泡(pao)(pao)(pao)體結構(gou)和(he)材料性能進行有(you)(you)效控(kong)制(zhi)

螺桿轉速對于發泡劑和成核劑在聚丙烯熔體中的分散和溶解具有重要影響。一般而言，較高的螺桿轉速有利于提高混合和擴散的質量，但是過高的螺桿轉速也可能導致擠出發泡出現波動，因此需要根據不同的發泡體系優選適宜的螺桿轉速。
當螺桿轉(zhuan)速為10r/min時，擠出發泡聚丙(bing)烯(xi)材料(liao)中的(de)氣泡數(shu)量(liang)較(jiao)少，泡孔的(de)尺寸很大，制品表(biao)面比(bi)較(jiao)粗糙；當螺桿轉(zhuan)速為30r/min時，擠出物在離模后即(ji)急劇膨(peng)脹，發泡材料(liao)中密布大量(liang)的(de)細小泡孔，材料(liao)的(de)韌性較(jiao)高，表(biao)面光滑

無論是均相成核還是異相成核，壓力降和壓力降速率對于聚丙烯擠出發泡的影響很大，壓力降越大，壓力降速率越快，氣泡的成核速率越快，成核的數量越多。
聚丙烯擠出發泡中常用的成核劑為滑石粉、苯甲酸鈉等。目前的研究表明：在發泡體系中添加成核劑，可以降低不添加成核劑時所需要的較高加工壓力和壓力降速率。至于成核劑的類型和規格、添加量的多少、降低壓力和壓力降速率的程度則取決于發泡體系的性能和加工工藝等諸多因素
 
P.Spitael通過合理的機頭設計，在CO2用量為5.2%時，壓力降分別為15.9MPa、13.8MPa時,得到的聚丙烯發泡材料密度為0.13g/cm3、0.21 g/cm3；泡孔尺寸為37um、62um，泡孔密度為5.45x107個/cm3、1.07 x107個/cm3。
C.B.Park等通過機頭設計，在CO2作為發泡劑時，壓力降分別為8.27MPa、 13.8MPa和 27.6MPa時得到的聚丙烯發泡材料泡孔密度分別為3 x106個/cm3、3 x107個/cm3和4x107個/cm3。
由此可見，進行合理的機頭設計，可以有效控制所得發泡材料的綜合性能。
2.3 成核劑的分散

成(cheng)核(he)(he)(he)劑(ji)在聚丙烯擠出發泡(pao)中扮演重(zhong)要的(de)(de)(de)角色，添(tian)加(jia)成(cheng)核(he)(he)(he)劑(ji)與(yu)否對泡(pao)孔(kong)密度、泡(pao)孔(kong)尺寸和泡(pao)孔(kong)尺寸分(fen)布具有很大影響，成(cheng)核(he)(he)(he)劑(ji)與(yu)熔(rong)體(ti)和氣體(ti)形成(cheng)的(de)(de)(de)液-固、液-氣界面可以作為氣泡(pao)成(cheng)核(he)(he)(he)的(de)(de)(de)催化(hua)劑(ji)，降低氣泡(pao)成(cheng)核(he)(he)(he)的(de)(de)(de)活(huo)化(hua)能(neng)，當活(huo)化(hua)能(neng)低于(yu)聚合物熔(rong)體(ti)均(jun)相(xiang)成(cheng)核(he)(he)(he)的(de)(de)(de)活(huo)化(hua)能(neng)時，將(jiang)在界面處誘發異相(xiang)成(cheng)核(he)(he)(he)，從而更加(jia)容(rong)易產生大量的(de)(de)(de)氣泡(pao)核(he)(he)(he)。

為了制備泡(pao)(pao)孔(kong)尺寸(cun)(cun)分(fen)布(bu)較(jiao)窄、泡(pao)(pao)孔(kong)密度(du)較(jiao)高(gao)的(de)聚丙(bing)烯(xi)發(fa)(fa)泡(pao)(pao)材料，必須要保證在(zai)(zai)聚丙(bing)烯(xi)熔體中(zhong)分(fen)布(bu)的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)核(he)(he)劑(ji)(ji)(ji)的(de)性(xing)能(neng)(neng)均(jun)(jun)(jun)一(yi)，成(cheng)(cheng)(cheng)核(he)(he)劑(ji)(ji)(ji)的(de)性(xing)能(neng)(neng)出現小的(de)波動將導(dao)致成(cheng)(cheng)(cheng)核(he)(he)速(su)率出現大的(de)波動。如果(guo)成(cheng)(cheng)(cheng)核(he)(he)劑(ji)(ji)(ji)的(de)粒徑和(he)表面(mian)性(xing)能(neng)(neng)不均(jun)(jun)(jun)勻，存在(zai)(zai)多(duo)(duo)分(fen)布(bu)性(xing)，則所(suo)得泡(pao)(pao)孔(kong)尺寸(cun)(cun)也(ye)將存在(zai)(zai)多(duo)(duo)分(fen)布(bu)性(xing), 因(yin)為在(zai)(zai)能(neng)(neng)量(liang)較(jiao)低(di)的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)核(he)(he)點處將優先發(fa)(fa)生(sheng)氣(qi)泡(pao)(pao)的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)核(he)(he)和(he)增長。與聚合物中(zhong)已有的(de)其他助劑(ji)(ji)(ji)及(ji)(ji)雜質(zhi)的(de)非均(jun)(jun)(jun)相(xiang)成(cheng)(cheng)(cheng)核(he)(he)和(he)均(jun)(jun)(jun)相(xiang)成(cheng)(cheng)(cheng)核(he)(he)相(xiang)比，理(li)想(xiang)成(cheng)(cheng)(cheng)核(he)(he)劑(ji)(ji)(ji)的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)核(he)(he)對(dui)能(neng)(neng)量(liang)的(de)要求(qiu)更低(di)，否(fou)則其他助劑(ji)(ji)(ji)及(ji)(ji)雜質(zhi)的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)核(he)(he)將在(zai)(zai)成(cheng)(cheng)(cheng)核(he)(he)劑(ji)(ji)(ji)發(fa)(fa)揮作用(yong)之(zhi)以(yi)前耗費發(fa)(fa)泡(pao)(pao)劑(ji)(ji)(ji)；此外，成(cheng)(cheng)(cheng)核(he)(he)點要多(duo)(duo)，并且(qie)均(jun)(jun)(jun)勻分(fen)散(san)，以(yi)保證成(cheng)(cheng)(cheng)核(he)(he)點之(zhi)間(jian)的(de)平(ping)均(jun)(jun)(jun)距離(li)足夠小，否(fou)則將得到雙峰(feng)分(fen)布(bu)的(de)氣(qi)泡(pao)(pao)尺寸(cun)(cun)分(fen)布(bu)。

在聚丙烯擠出(chu)發(fa)(fa)泡(pao)(pao)中(zhong)，為了得到較高(gao)(gao)(gao)發(fa)(fa)泡(pao)(pao)倍率、較低(di)密(mi)度的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)泡(pao)(pao)材料(liao)，必(bi)須(xu)有效抑制氣(qi)泡(pao)(pao)增長過(guo)程中(zhong)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)體損失。發(fa)(fa)泡(pao)(pao)劑在高(gao)(gao)(gao)溫(wen)下的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散系數非(fei)常高(gao)(gao)(gao)，因此(ci)，發(fa)(fa)泡(pao)(pao)機頭的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度過(guo)高(gao)(gao)(gao)時，氣(qi)體非(fei)常容易從(cong)機頭逃逸(yi)。此(ci)外，隨著氣(qi)泡(pao)(pao)增長，泡(pao)(pao)孔壁變薄，氣(qi)體在氣(qi)泡(pao)(pao)之間的(de)(de)(de)(de)相互擴(kuo)散加劇，造(zao)成(cheng)氣(qi)體通過(guo)泡(pao)(pao)孔相繼擴(kuo)散出(chu)去(qu)的(de)(de)(de)(de)可(ke)能性加大，導(dao)致用于(yu)氣(qi)泡(pao)(pao)增長的(de)(de)(de)(de)氣(qi)量降(jiang)低(di)，發(fa)(fa)泡(pao)(pao)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)密(mi)度和發(fa)(fa)泡(pao)(pao)倍率均下降(jiang)。

氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)成(cheng)核(he)(he)(he)過(guo)程對控(kong)制泡(pao)(pao)(pao)(pao)體(ti)結構至(zhi)關重要，如果在PP熔體(ti)中能同時(shi)出(chu)現大量(liang)均(jun)勻分(fen)(fen)布(bu)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)核(he)(he)(he)，氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)成(cheng)核(he)(he)(he)速(su)率非常(chang)高(gao)(gao)，則常(chang)常(chang)能得到泡(pao)(pao)(pao)(pao)孔(kong)(kong)(kong)密度(du)高(gao)(gao)、泡(pao)(pao)(pao)(pao)孔(kong)(kong)(kong)尺寸細小(xiao)并且分(fen)(fen)布(bu)均(jun)勻的(de)(de)優質泡(pao)(pao)(pao)(pao)沫體(ti)，氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)成(cheng)核(he)(he)(he)行為比較好；如果PP熔體(ti)中的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)核(he)(he)(he)不是(shi)同時(shi)出(chu)現，而(er)(er)是(shi)逐步出(chu)現的(de)(de)，氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)成(cheng)核(he)(he)(he)速(su)率低(di)，并且數量(liang)較少，則常(chang)常(chang)得到泡(pao)(pao)(pao)(pao)孔(kong)(kong)(kong)尺寸大、分(fen)(fen)布(bu)不均(jun)勻、泡(pao)(pao)(pao)(pao)孔(kong)(kong)(kong)密度(du)較小(xiao)的(de)(de)劣(lie)質泡(pao)(pao)(pao)(pao)沫體(ti)，氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)成(cheng)核(he)(he)(he)行為比較差。因此(ci)，研究PP擠(ji)出(chu)發(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)成(cheng)核(he)(he)(he)的(de)(de)關鍵在于盡(jin)可(ke)(ke)能地提高(gao)(gao)氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)成(cheng)核(he)(he)(he)速(su)率和成(cheng)核(he)(he)(he)密度(du)，而(er)(er)成(cheng)核(he)(he)(he)密度(du)是(shi)決定泡(pao)(pao)(pao)(pao)孔(kong)(kong)(kong)密度(du)的(de)(de)關鍵因素，只有(you)(you)氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)成(cheng)核(he)(he)(he)速(su)率很快，成(cheng)核(he)(he)(he)的(de)(de)密度(du)很高(gao)(gao)，較終的(de)(de)泡(pao)(pao)(pao)(pao)孔(kong)(kong)(kong)密度(du)才有(you)(you)可(ke)(ke)能很高(gao)(gao)。

注射發(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)成(cheng)型(xing)(xing)法屬于(yu)一次成(cheng)型(xing)(xing)法，可簡化(hua)泡(pao)(pao)(pao)沫(mo)塑料(liao)(liao)制(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)造工(gong)(gong)序，其特點(dian)是(shi)產(chan)量(liang)(liang)高(gao)(gao)(gao)、質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)好，特別適(shi)用(yong)于(yu)形狀比較(jiao)(jiao)復雜、尺寸精度(du)(du)(du)(du)要求較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)品(pin)。影響注射成(cheng)型(xing)(xing)泡(pao)(pao)(pao)沫(mo)塑料(liao)(liao)制(zhi)品(pin)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要有(you)材料(liao)(liao)配(pei)(pei)方(fang)、成(cheng)型(xing)(xing)設(she)備及工(gong)(gong)藝條(tiao)件(jian)三個因素(su)。在材料(liao)(liao)配(pei)(pei)方(fang)和成(cheng)型(xing)(xing)設(she)備確(que)定(ding)(ding)(ding)后，決定(ding)(ding)(ding)制(zhi)品(pin)性能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要因素(su)是(shi)工(gong)(gong)藝條(tiao)件(jian)。壓力、溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)和時間是(shi)較(jiao)(jiao)重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝條(tiao)件(jian)。聚(ju)合物(wu)熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)中(zhong)所溶解的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)能(neng)否游離出來形成(cheng)氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)，熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)中(zhong)已(yi)形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)能(neng)否穩定(ding)(ding)(ding)，這兩點(dian)與熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)壓力密切相關，因為熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓力直(zhi)接影響氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)在熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶解度(du)(du)(du)(du)。當熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)所受外界壓力增(zeng)(zeng)加，氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)在熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)中(zhong)溶解度(du)(du)(du)(du)增(zeng)(zeng)加，熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)中(zhong)過(guo)飽和氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)量(liang)(liang)減(jian)少，氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)半徑減(jian)小(xiao)。壓力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)變對(dui)熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)中(zhong)氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)長或塌陷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響非常敏感，通過(guo)控(kong)制(zhi)壓力來調(diao)節發(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)過(guo)程是(shi)非常有(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。聚(ju)合物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)狀態是(shi)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)函數(shu)，確(que)定(ding)(ding)(ding)適(shi)宜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)，對(dui)發(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)成(cheng)型(xing)(xing)非常重要，與溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)相關的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要工(gong)(gong)藝參(can)數(shu)為料(liao)(liao)筒溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)、模具溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)。-般來說，提高(gao)(gao)(gao)熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)出口溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)有(you)利于(yu)氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)長，但如果熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)過(guo)高(gao)(gao)(gao)，不(bu)僅會導致聚(ju)合物(wu)降(jiang)解，還會引(yin)起熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)粘度(du)(du)(du)(du)下降(jiang)。總(zong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)來說，熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)高(gao)(gao)(gao)，氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)直(zhi)徑增(zeng)(zeng)大(da)，氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)數(shu)量(liang)(liang)減(jian)少。制(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)倍數(shu)一般隨模溫(wen)(wen)(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)降(jiang)低而(er)下降(jiang)，提高(gao)(gao)(gao)模溫(wen)(wen)(wen)(wen)可以(yi)改(gai)善熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)在模具中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)流動條(tiao)件(jian)，還可以(yi)改(gai)善制(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)，提高(gao)(gao)(gao)制(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)倍數(shu)。但是(shi)冷(leng)卻定(ding)(ding)(ding)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間將延(yan)長，不(bu)利于(yu)提高(gao)(gao)(gao)勞動生產(chan)效率。注射速(su)率對(dui)發(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)制(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)泡(pao)(pao)(pao)孔均勻性、發(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)倍數(shu)及表面(mian)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)都有(you)較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響。聚(ju)合物(wu)熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)速(su)充模，可以(yi)獲得大(da)小(xiao)均勻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)泡(pao)(pao)(pao)孔，提高(gao)(gao)(gao)注射速(su)率可以(yi)明顯增(zeng)(zeng)大(da)制(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)泡(pao)(pao)(pao)倍數(shu)。

低壓發泡注射壓力較低，通常為2—9MPa。注射時，注射柱塞或螺桿將貯料室或機筒前端熔料加壓，以極短的時間注入模腔。由于注射速度快、時間短，發泡劑還來不及放出氣體發泡，這時型腔未被熔體充滿，模腔的充料量只占模腔容積的75%—85%，進行所謂欠料注塑。
低(di)壓(ya)法成型時(shi)，合模力(li)(li)也比普通(tong)注射低(di)，一般情況(kuang)下，兩(liang)者合模力(li)(li)之比為1/15—1/20。

低壓發泡注塑成型優點：可(ke)生產(chan)較厚制品，比一般注塑制品有(you)較大(da)彎曲強(qiang)度，溫度對沖擊強(qiang)度影響(xiang)不大(da)。

可(ke)以明顯的改進凹(ao)痕(hen)、溢邊及(ji)翹曲，如對結(jie)晶聚合物PP采用低壓發泡(pao)注塑可(ke)明顯地改變其表觀質量。

表層致密，可涂層和印刷和浮雕圖案。
采用(yong)(yong)低發泡(pao)(pao)注塑還可以節省資金，因為(wei)采用(yong)(yong)普通注塑機加上一個自(zi)鎖(suo)噴(pen)嘴或(huo)液控噴(pen)嘴就能用(yong)(yong)來生產簡單結構發泡(pao)(pao)制(zhi)品(pin)。由于模腔壓力低，鎖(suo)模力小，可用(yong)(yong)鋁合金制(zhi)造模具，以降低模具造成價

PP泡沫塑料還可以通過模壓成型工藝成型制品，PP泡沫塑料的模壓成型工藝可分為一步法和二步法。一步法的發泡過程是一次性完成的，物料經配料混合后，模壓成型坯，然后加熱加壓發泡制得PP泡沫塑料制品。二步法的基本程序與一步法相似，一次發泡后，一部分發泡劑分解使物料部分發泡，隨之冷卻，趁熱在常壓下進行第二次發泡。由于二步法發泡時物料的膨脹速率大大降低，發泡倍數可以加大。具體的模壓成型方法有多種，可視原材料的形成、制品的情況而定。比較典型的一種方法是PP發泡粒子的模壓熔結成型，先將閉孔的發泡PP加入模具中，壓入氣體，然后通入水蒸氣，使粒子熔融，形成制品。
 

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