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第40卷,第3期
工程塑料应用
Vol 40. No. 3
2012年3月
ENGINEERING PLASTICS APPLICATION
Mar.2012109
doi:103969/jisn,1001-3539.2012.03.025
超临界流体微孔发泡塑料的研究进展
李静莉1,罗世凯1,沙艳松2,杨海波,刘涛
(1.中国工程物理研究院化工材料研究所,绵阳621900;2.西南科技大学材料科学与工程学院,绵阳621010)
摘要:将超临界流体技术与徽孔发泡技术结合,阐述了制备微孔发泡塑料常用的几种方法(间歇成型法、连续挤
出法及注射成型法),比較了几种方法各自的优缺点。同时,介绍了微孔发泡塑料的研究现状及发展趋势,最后分析
了利用超临界流体作为发泡剂的优势及两种技术结合后所带来的成果及挑战。
关键词:徽孔发泡;连续挤出成型;注射成型;超临界流体
中图分类号:TQ328.06文献标识码:A文章编号:1001-3539(2012)03-0109-05
Research Process of Microcellular Foams Prepared by Supercritical Fluid Technique
Li Jingli.2, Luo Shikai, Sha Yansong. 2, Yang Haibo.2, Liu Tao
1 Institute of Chemical Materials, hina Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China 2 Material Science and Engineering
College, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China
Abstract: Combining microcellular foaming and supercritical fluids technology, various common methods of preparing
microcellular foaming plastic including intermittent molding process, continuous extrusion process and injection molding process
were expounded, then their advantage and disadvantage were compared. Meanwhile, the study status and development tendency of
microcellular foaming plastic were introduced. At last, the advantage of supercritical fluids as foaming agents and the achievement
and challenge with combining microcellular foaming and supercritical fluids technology were analyzed
Keywords: microcellular foaming; continuous extrusion foaming injection molding supercritical fluids
20世纪80年代初期,美国麻省理工学院的N.P.Sh教孔核”,并且泡核尺寸较小,在气体扩散的发泡过程中,所有
授等首先提出并成功研制了微孔发泡塑料2),他将微孔发泡核以几乎相同的速率增长,这样就得到泡孔分布均匀、尺
泡塑料定义为泡孔直径小于10m泡孔密度在10°~103寸均匀的微孔发泡塑料。
个/cm的一种新型塑料。相对于未发泡塑料,微孔发泡
微孔发泡塑料的成型一般要经过三个阶段:聚合物/
塑料的独特结枃使其在冲击强度、韧性和抗疲劳等方面具有气体均相体系的形成、气泡成核、泡孔的长大和控制,如图1
优良的性能,热稳定性高,介电常数低,热导率低,同时具有所示。首先,聚合物/气体均相体系形成,气体必须经过机
比强度高,可改善光学、隔热和隔音性能等优点。这些独特械混合或者渗透作用扩散到聚合物中并达到热力学平衡,形
的优点均是普通发泡料所无法比拟的,因此微孔发泡塑料是成均相体系;然后,突然降低压力或升高温度,聚合物ノ气体
一种具有极大应用价值和开发潜力的新型材料,被称为21均相体系在热力学不稳定作用下成核;最后,随着体系内的
世纪新型材料。
过饱和气体不断扩散进入泡核,泡孔逐渐长大,然后通过控
微孔发泡塑料成型原理
制压力和温度进而控制泡孔的增长,冷却定型得到所需的泡
微孔发泡塑料的研究目的为在不降低其性能的前提孔结构
下,尽量减少材料的用量,其设计思想主要有两点:当微孔发
泡塑料中泡孔尺寸小于塑料内部的裂纹时,微孔的存在将不
?或
会降低塑料的力学性能;同时,微孔的存在将使塑料中原来
A温度T
聚合物
压力P
存在的裂纹尖端钝化,有利于阻止裂纹在应力作用下扩展,
从而使塑料的性能得到提高
聚合物/气体气泡成核泡孔长大微孔发泡塑料
制备微孔发泡塑料的基本要素为利用热力学不稳定作
图1微发泡过程示意图
用产生很高的泡孔威核率,且成核速率要远远大于泡孔生长
联系人:刘涛,硕土,主要从事特种高分子材料加工的研究
的速率。这样在泡孔开始生长之前就可以产生大量的泡
收稿日期:2011-12-12