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发泡塑料注塑成型的原理现在基本上全部的塑料,包括热塑性和热固性的都可以发泡为泡沫塑料工业上的制备方法有挤启程泡、注塑发泡、模塑发泡、压延发泡、粉末发泡和喷涂发泡等等其中,注塑发泡是zui紧要的成型方法之一,在这里重点叙述注塑成型发泡发泡成型原理塑料的发泡方法依据所用发泡剂的不同可以分为物理发泡法和化学发泡法两大类在这里首先简单介绍一下发泡剂发泡剂♦发泡剂可简单粗分为物理发泡剂与化学发泡剂两类对物理发泡剂的要求是无毒、无臭、无腐蚀作用、不燃烧、热稳定性好、气态下不发生化学反应、气态时在塑料熔体中的扩散速度低于在空气中的扩散速度常用的物理发泡剂有空气、氮气、二氧化碳、碳氢化合物、氟利昂等;化学发泡剂是一种受热能释放出气体诸如氮气、二氧化碳等的物质,对化学发泡剂的要求是其分解释放出的气体应为无毒、无腐蚀性、不燃烧、对制品的成型及物理、化学性能无影响,释放气体的速度应能掌控,发泡剂在塑料中应具有良好的分散性应用比较广泛的有无机发泡剂如*和碳酸铁,有机发泡剂如偶氮甲酰胺和偶氮二异丁睛物理发泡法♦简单地讲,就是利用物理的方法来使塑料发泡,一般有三种方法:1先将惰性气体在压力下溶于塑料熔体或糊状物中,再经过减压释放出气体,从而在塑料中形成气孔而发泡;2通过对溶入聚合物熔体中的低沸点液体进行蒸发使之汽化而发泡;3在塑料中添加空心球而形成发泡体而发泡等物理发泡法所用的物理发泡剂成本相对较低,尤其是二氧化碳和氮气的成本低,又能阻燃、无污染,因此应用价值较高;而且物理发泡剂发泡后无残余物,对发泡塑料性能的影响不大但是它需要的注塑机以及辅佑襄助设备,技术难度很大化学发泡法♦化学发泡法是利用化学方法产生气体来使塑料发泡对加入塑料中的化学发泡剂进行加热使之分解释放出气体而发泡;另外也可以利用各塑料组分之间相互发生化学反应释放出的气体而发泡采纳化学发泡剂进行发泡塑料注塑的工艺基本上与一般的注塑工艺相同塑料的加热升温、混合、塑化及大的发泡膨胀都是在注塑机中完成的总之,不论选取哪一种塑料原材料,也不论采纳哪一种发泡方法,其发泡过程一般都要经过形成气泡核,气泡核膨胀,泡体固化定型等阶段结构发泡成型结构发泡法StructralFoamMolding属于化学发泡法,它是注射成型工艺技术中的一项革命它保留了传统注射成型工艺的很多优点,又避开了传统注塑工艺中碰到的一些问题,如制品强度不够、生产周期太长、模塑率低等另外,采纳结构发泡技术还可模塑大型多而杂制品、使用低成本模具、多模腔可同时操作,从而降低制品生产成本结构发泡制品是一种具有致密表层的连体发泡材料,其单位重量强度和刚度比同种未发泡的材料高34倍〜结构发泡法zui大的特点是可以不用加添设备,用一般的注塑机便可以注塑生产,不过采纳模腔扩大法发泡的高压结构发泡注塑机与一般注塑机相比,加添了二次合模保压装置目前,震德公司已成功开发出CJ1000M3机用于结构发泡成型,并已服务于客户,得到了客户的好评近年来,结构发泡注塑成型技术得到了很广泛的进展,成型方法也很多,但归纳起来可以分为三种低压发泡法;高压发泡法(注此处的低压和高压指模具模腔内的压力);双组分发泡法低压发泡法♦低压发泡法注塑与一般注塑的区分在于其模具的模腔压力较低,约27Mpa,而一般注塑在3060Mpa之间低压发泡注塑一般采纳欠注法,即〜〜将肯定量(不注满模腔)的塑料熔体(含有发泡剂)注入模腔,发泡剂分解出来的气体使塑料膨胀而充分模腔在一般注塑机上进行低压发泡注塑,一般是将化学发泡剂与塑料混合,在机筒内塑化,必需采纳自锁式射嘴注射时,由于气体的扩散速度很快,会造成制品的表面粗糙,因此注塑机的注射速度要充足快一般采纳增压器来提高注射速度和注射量,使注射动作在瞬间完成高压发泡法♦高压发泡法的注塑模腔压力在715Mpa之间,采纳满注方式,即一〜次注射量正好等于模具模腔的容积为了使制件得到发泡膨胀,可以采纳强制扩大模腔,或者使一塑料分流出模腔一般较多采纳模腔扩大法采纳扩大模腔法的注塑机与一般注塑机相比,加添了二次合模保压装置,当塑料和发泡剂的熔融混合物被注入到模腔后延时一段时间,然后合模机构的动模板向后移动一小段距离,使模具的动模和定模稍为分开,模腔扩大,模腔内的塑料开始发泡膨胀制品冷却后在其表面形成致密的表皮,由于塑料熔体的发泡膨胀受到动模板的掌控,因此,也就可以对制品的致密表层的厚度进行掌控动模板的移动可以是整体移动,也可以是移动使局部发泡,从而得到不同密度的制品高压发泡法对模具的制造精度要求高,模具费用高,并且对注塑机有二次锁模保压要求双组分发泡法♦双组分发泡注塑是一种特别的高压结构发泡注塑方法,它采纳专门的双组分注塑机这种注塑机有两套注塑装置一套用来注塑制品的芯部,一套用来注塑制品的表层在注塑时,先注入皮层物料,然后通过同一浇口再注入混有发泡剂的芯部材料由于芯部材料呈层流状态流动,这就保证了芯部材料均匀地包覆在皮层内部,使型腔得到*填充当熔料填满型腔后,再注入少量不含有发泡剂的熔料,使浇口封闭制品取出后,再去掉浇口即得到具有不发泡致密表层和有芯部发泡的轻质制品微孔发泡成型微孔发泡成型属于物理发泡法常规泡沫塑料的泡孔直径一般大于50mllI,泡孔的密度(单位体积内泡孔的数量)小于106个/cm3这些大尺寸的泡孔受力时常常成为初始裂纹的发源地,降低了材料的机械性能为了充足工业上要求降低某些塑料产品的成本而不降低其机械性能的要求,20世纪80时代初期,美国麻省理工大学(MIT)的学者J.E.Martini J.Colton以及N.P.Suh等以C
02、N2等惰性气体作为发泡剂研制出泡孔直径为微米级的泡沫塑料,并将泡孔直径为1mm10mll1,泡孔密度为109〜〜1012个/cm3的泡沫塑料定义为微孔塑料(MicrocelluarPlastics)注射成型是微孔塑料制品的重要成型方法之一塑料原材料加入注塑机的料筒后,在螺杆剪切力及加热圈外加热作用下塑化,发泡剂直接注入注射螺杆熔融段末与熔体均匀混合,然后高压高速注入模腔在模腔内蓦地降压,使熔体中大量的过饱和气体离析出来,发泡、膨胀、成型、定型形成微孔塑料制品另外,也可以采纳更改温度的方法形成泡核,与更改压力法相比,比较简单掌控,但对于气体溶解度对温度不敏感的塑料不适用开发微孔塑料注塑技术难度比较大,由于和常规泡沫塑料相比,泡孔的尺寸要小得多,要想得到良好的微孔塑料制品,必需要保证对进入机筒熔体中的超临界流体计量,要求塑料熔体必需充分混合、均化、分散,形成均相混合体,保证熔体中的成核点必需多于109个/cm
3、适时掌控成核气泡的膨胀等等这对设备本身及注塑工艺参数的要求都特别之高结语发泡塑料由于有气泡的存在,因此具有质轻、省料、能汲取冲击载荷、隔热和隔音的性能、比强度高等特性,特别是可以节省材料、减小能耗、降低成本方面,使得可以大力推广应用微孔发泡塑料除了具有上述一般泡沫塑料的优点外,还有更加优良的力学性能因此,泡沫塑料的应用范围非常广泛,特别是在制作汽车、飞机和各种运输器材等领域有特别的应用价值可以估计,发泡注塑尤其是微孔发泡注塑将是塑料加工机械及制品加工的一个热点。