第五节化学发泡法举例3聚乙烯泡沫塑料的生产ppt课件.ppt
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、精密仪器包装材料、保暖材料、水上漂浮材料以及代替天然木材等方面，应用面很广，发展也很迅速。,（一）聚乙烯发泡的特点,1、聚烯烃结晶度高；在未达到结晶熔融温度以前，树脂几乎不能流动，而一旦达到熔融温度，整个聚合物的熔融黏度便急剧下降，使发泡过程中产生的气泡很难保持。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机会增多；3、聚烯烃塑料的透气性大，使发泡的气体难保持。,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节熔融物的粘弹性，使之达到发泡所需的条件，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，而物理交联常用的是辐射交联，由于辐射交联需要很昂贵的设备，特殊产品（如薄的发泡制品、细径电缆）生产时有应用，一般的采用化学交联。交联剂都含有氧-氧键，如：过氧化二异丙苯(DCP）等，它的键能小，不稳定，在热和光作用下容易分解生成游离基，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c-c交联键。加入助交联剂，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。可以提高过氧化物的交联效率，可以提高交联度，使泡沫均匀、坚固。,交联时间 有机过氧化物的反应是从分解开始的，当交联剂分解到其浓度一半时所需的时间，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，要防止交联剂过早达到分解温度，选择过氧化物的稳定性要适合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 22，5二甲基2，5双己烷 3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本身进行改性,如接枝；同EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）、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使用填料。填料的作用:a、扩大泡沫塑料的物理性能范围,如碳黑、二氧化硅可作为增强填料,提高泡沫的挠曲模量、拉伸强度、压缩载荷和刚度;碳酸钙、亚硫酸钙、硅酸钙可以较低泡沫塑料的成本,改进其燃烧性能等；,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。填料一般不改变泡孔的结构，而对与泡壁有关的泡沫塑料的性能（气体渗透性）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。加入填料会降低过氧化物的交联效率，要相应增加用量来补偿。,（三）聚乙烯泡沫塑料的成型,挤出法 注射法 模压法 一步法和两步法 可发性PE珠粒法 有交联和无交联法(低发泡制品),化学发泡法物理发泡法,直接挤出法挤出后常压交联发泡法,高压法低压法,PE发泡片材生产线,1、挤出法,PE物理发泡法挤出,PE物理发泡挤出网及设备,2、模压法,（1）一步法配方：仅供参考,工艺流程,1.LDPE、EVA混合 2.两辊塑炼，加入AC（偶氮二甲酰氨）、三碱式硫酸铅混合粗炼3.再加入交联剂DCP（过氧化二异丙苯）精炼 4.拉片 5.模压交联 6.开模发泡,工艺控制：在室温下进行混合。混炼温度在树脂的熔点以上，交联剂和发泡剂的分解温度以下（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（7.1210.78MPa）68min，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注意物料的粘弹性，如果粘弹性太低，如遇微小的机械阻力，就会导致泡沫塑料的龟裂，在生产中，有用开模前适当降低物料的温度，使其粘弹性提高，再开模的办法。所以一步法所得泡沫塑料的发泡倍率不高，一般在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,温度150,时间根据片材的厚度,常为30min左右,去压,开模,完成第一步发泡,密度0.098g/cm3,此时70%的发泡剂没有分解,然后趁热置于165的油浴中加热20min,这一步材料的密度进一步降低,但是尚有7%发泡剂没有分解,从油浴中取出,室温下冷却,余下的发泡剂继续分解10min后，发泡完毕。所制得的制品泡孔细小均匀,密度0.027g/cm3。,3、注射法PE结构泡沫塑料,结构发泡材料是指密度在1060kg/cm之间的发泡材料，制品表面呈封闭的致密层，芯部呈微孔泡沫结构。厚度在5mm以上。（1）低压结构发泡注射（模腔压力27MPa）（普通注射模腔压力3060MPa）,（2）高压结构发泡注射（模腔压力715MPa）,多工位结构发泡注射机,多组分结构发泡注射机,多组分结构发泡注射机局部,泡沫塑料成型思考题,1.掌握泡沫塑料的三种发泡方法，以及气发泡沫的发泡原理。2.PS可发性珠粒生产模压发泡制品前，为什么要经过预发泡、熟化再模压的过程？熟化的目的何在？3.PE泡沫塑料的化学发泡法为什么先交联再发泡？采用这种方法发泡时应注意什么？4.了解聚氨酯泡沫塑料的发泡原理及发泡方法。,
