什么是微孔塑料

1、什么是微孔塑料？什么是微孔塑料？收藏微孔塑料（MicrocellularPlastics，簡(jiǎn)稱MCP)是一種新型泡沫塑料，其泡孔直徑在0.1～10μm，泡孔密度在109～1015cm3之間，材料的密度可比發(fā)泡前減少5%～98%]。當(dāng)聚合物中的自由體積和缺陷能被一些微小的孔所取代，微孔將能減緩材料內(nèi)部的應(yīng)力集中，從而優(yōu)化和改善材料的抗沖擊性能。與一般的泡沫塑料相比，微孔塑料最顯著的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是氣泡尺寸非常小，而泡孔密度非常大。微孔塑料的獨(dú)特

2、結(jié)構(gòu)使其具有許多優(yōu)異的性能，比如：?重量可降低5%~95%，從而降低成本；?沖擊強(qiáng)度和韌性分別提高5倍以上，剛性質(zhì)量比提高5~7倍，疲勞壽命延長(zhǎng)5倍以上；?此外，微孔塑料與普通塑料相比還具有更高的熱穩(wěn)定性、較低的介電常數(shù)和良好的絕熱性能；?微孔塑料的制備使用安全環(huán)保氣體，不用氟利昂發(fā)泡劑，對(duì)環(huán)境無(wú)污染；?泡孔很小，肉眼幾乎看不出來(lái)，其外觀同非發(fā)泡塑料一樣；?特別是當(dāng)泡孔直徑處于0.01~1m的范圍時(shí)，由于其泡孔直徑小于可見光的波長(zhǎng)，所制

3、備的微孔塑料將是透明的；?當(dāng)泡孔尺寸小于基體內(nèi)部缺陷時(shí)，微孔的存在將使材料原來(lái)存在的裂紋尖端純化，有利于阻止裂紋在應(yīng)力作用下的擴(kuò)展，從而可提高材料的強(qiáng)度等力學(xué)性能。微孔塑料因其優(yōu)越的性能，已在日常生活用品、建筑材料、運(yùn)動(dòng)裝備、運(yùn)輸工具以及紡織和服裝工業(yè)中得于廣泛的應(yīng)用。微孔塑料的發(fā)展微孔塑料的發(fā)展微孔塑料的研究在國(guó)外開展得十分活躍。在1980年美國(guó)麻省理工學(xué)院的NamP.Suh教授提出通過(guò)氣體核將非常小的的泡孔引入到塑料制品中去，從而達(dá)

4、到既降低成本，又提高性能的雙重效果。目前，微孔塑料已成為材料領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。除了PVC已開發(fā)出微孔塑料外，PS也是一類研究較多的微孔塑料。其他的一些用常用發(fā)泡劑很難實(shí)現(xiàn)發(fā)泡的品種也采用了超飽和氣體法成功地制得了微孔塑料，如聚碳酸酯[(PC)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯[4](PET)等。由于微孔聚合物的優(yōu)異性能使其很適合應(yīng)用于各種包裝、隔音材料，航空和汽車零部件，而且具有開孔結(jié)構(gòu)的的微孔材料可用于分離、吸附材料，催化劑的載體、藥物緩釋材料

5、等很多方面。在有的應(yīng)用場(chǎng)合，一般的發(fā)泡材料因泡孔過(guò)大會(huì)產(chǎn)生泡孔的塌陷，而使用微孔材料則可以很好的解決這一問(wèn)題。此外采用微孔發(fā)泡技術(shù)一般不需使用化學(xué)發(fā)泡劑分解產(chǎn)生氣泡，而多采用超飽和氣體注入，這種加工方式將滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的微孔塑料發(fā)展較為緩慢，研究工作始于近幾年，無(wú)論是理論研究還是生產(chǎn)方面都與國(guó)外存在一定的差距。但由于微孔塑料是一項(xiàng)較為新穎的研究，國(guó)外的工作也遠(yuǎn)沒有成熟，我國(guó)的研究人員和工業(yè)界應(yīng)力爭(zhēng)在此方面取得突破。應(yīng)注重完

6、善超飽和氣體連續(xù)擠出法，探討新穎的塑料微孔化方法，研究微孔塑料的微孔發(fā)泡機(jī)理，優(yōu)化微孔控制的各微孔塑料的SEM圖首先將待加工聚合物放在一個(gè)壓力容器中，在一定的壓力和溫度下，被某一非反應(yīng)氣體所浸潤(rùn)，這一浸潤(rùn)時(shí)間應(yīng)足夠長(zhǎng)(超過(guò)20h)以達(dá)到氣體在聚合物中均勻濃縮，得到飽和聚合物氣體均相體系，這是在聚合物中獲得均勻的氣泡核的必要步驟。這一浸潤(rùn)過(guò)程通常在常溫下進(jìn)行，但較高的溫度可以加速氣體在聚合物中的擴(kuò)散，縮短浸潤(rùn)時(shí)間。然后，將處在飽和狀態(tài)下的

7、聚合物加熱到發(fā)泡溫度，此溫度接近聚合物的玻璃化溫度，由于熱力學(xué)體系的不穩(wěn)定，使得聚合物內(nèi)部形成大量細(xì)密的氣泡核，之后膨脹、固化定型得到微孔塑料。由于在玻璃化溫度附近聚合物的高粘性，氣泡生長(zhǎng)很慢，因此可通過(guò)控制發(fā)泡時(shí)間和發(fā)泡溫度來(lái)調(diào)節(jié)氣泡大小和泡沫密度至所需程度。42連續(xù)擠出法連續(xù)擠出法因?yàn)閮刹椒ㄖ苽湮⒖姿芰喜荒軐?shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，限制了其商業(yè)化應(yīng)用。很多學(xué)者因此轉(zhuǎn)而研究微孔塑料的連續(xù)擠出成型。Kumar于80年代末期利用改進(jìn)的熱成型加工技術(shù)，

8、開發(fā)出了一種微孔塑料半連續(xù)擠出工藝。接著，美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)又開發(fā)了微孔塑料連續(xù)擠出工藝和設(shè)備。整個(gè)微孔塑料的連續(xù)擠出過(guò)程可分為兩步，首先是要形成氣體聚合物均相體系。然后，讓氣體從聚合物中析出，形成泡核，泡核再進(jìn)一步長(zhǎng)大。當(dāng)泡核長(zhǎng)大到一定尺寸時(shí)，對(duì)其冷卻定型就可得到微孔塑料產(chǎn)品。微孔塑料連續(xù)擠出時(shí)，聚合物粒料由料斗送進(jìn)單螺桿擠出機(jī)，氣體從單螺桿擠出機(jī)均化段注入聚合物熔體，經(jīng)過(guò)螺桿的剪切、混合器的混合，聚合物氣體兩相體系逐漸變?yōu)榫?/p>

9、合物氣體均相體系，成為聚合物氣體均相體系的熔體再經(jīng)過(guò)成核定型機(jī)頭。微孔塑料成型方法微孔塑料成型方法收藏微孔塑料成型方法根據(jù)加工工藝的不同可分為三類：?間歇成型?微孔注射成型?連續(xù)擠出成型間歇成型法是最早提出的微孔塑料成型方法。微孔塑料的間歇成型法分為三個(gè)步驟：將已預(yù)先成型的聚合物制品或料坯放入高壓容器中，在溫度低于聚合物玻璃化溫度（Tg）的條件下，氣體（CO2或N2）通過(guò)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)溶解于聚合物中，得到聚合物氣體均相體系；將溶有大量氣體的聚