保麗龍的概述

發(fā)布時間：[2014-2-18]     瀏覽次數(shù)：12268

 

保麗龍是由大量氣體微孔分散于固體塑料中而形成的一類高分子材料，具有質(zhì)輕、隔熱、吸音、減震等特性，且介電性能優(yōu)于基體樹脂，用途很廣。幾乎各種塑料均可作成泡沫塑料，發(fā)泡成型已成為塑料加工中一個重要領(lǐng)域。

概述

　　由大量氣體微孔分散于固體塑料中而形成的一類高分子材料，具有質(zhì)輕、隔熱、吸音、減震等特性，且介電性能優(yōu)于基體樹脂，用途很廣。幾乎各種塑料均可作成泡沫塑料，發(fā)泡成型已成為塑料加工中一個重要領(lǐng)域。

基本介紹

　　也叫多孔塑料。以樹脂為主要原料制成的內(nèi)部具有無數(shù)微孔的塑料。質(zhì)輕、絕熱、吸音、防震、耐腐蝕。有軟質(zhì)和硬質(zhì)之分。廣泛用做絕熱、隔音、包裝材料及制車船殼體等。泡沫塑料泡沫塑料，微孔塑料，整體內(nèi)含有無數(shù)微孔的塑料。

　　內(nèi)部具有很多微小氣孔的塑料。用機械法（在進行機械攪拌的同時通入空氣或二氧化碳使其發(fā)泡）或化學法（加入發(fā)泡劑）制得。分閉孔型和開孔型兩類。閉孔型中的氣孔互相隔離，有漂浮性；開孔型中的氣孔互相連通，無漂浮性?？捎镁郾揭蚁⒕勐纫蚁?、聚氨基甲酸酯等樹脂制成?？勺鹘^熱和隔音材料，用途很廣。

　　泡沫塑料由大量氣體微孔分散于固體塑料中而形成的一類高分子材料。20世紀60年代發(fā)展起來的結(jié)構(gòu)泡沫塑料，以芯層發(fā)泡、皮層不發(fā)泡為特征，外硬內(nèi)韌，比強度（以單位質(zhì)量計的強度）高，耗料省，日益廣泛地代替木材用于建筑和家具工業(yè)中。聚烯烴的化學或輻射交聯(lián)發(fā)泡技術(shù)取得成功，使泡沫塑料的產(chǎn)量大幅度增加。經(jīng)共混、填充、增強等改性塑料制得的泡沫塑料，具有更優(yōu)良的綜合性能，能滿足各種特殊用途的需要。例如用反應(yīng)注射成型制得的玻璃纖維增強聚氨酯泡沫塑料，已用作飛機、汽車、計算機等的結(jié)構(gòu)部件；而用空心玻璃微珠填充聚苯并咪唑制得的泡沫塑料，質(zhì)輕而耐高溫，已用于航天器中。

分類

　　微孔間互相連通的稱為開孔型泡沫塑料，互相封閉的稱為閉孔型泡沫塑料。泡沫塑料有硬質(zhì)、軟質(zhì)兩種。按美國試驗和材料學會標準，在18～29℃溫度下，在時間為5s內(nèi)，繞直徑2.5cm的圓棒一周，如不斷裂，測試樣屬于軟質(zhì)泡沫塑料；反之則屬硬質(zhì)泡沫塑料。泡沫塑料還可分為低發(fā)泡和高發(fā)泡兩類。通常將發(fā)泡倍率（發(fā)泡后比發(fā)泡前體積增大的倍數(shù)）小于5的稱為低發(fā)泡，大于5的稱為高發(fā)泡。

　　一、硬質(zhì)泡沫塑料即在室溫下，構(gòu)成泡沫塑料的聚合物屬結(jié)晶態(tài)或無定形態(tài)，它們的玻璃化溫度高于常溫，因此，在常溫下泡沫塑料的質(zhì)地較硬。

　　二、軟質(zhì)泡沫塑料即構(gòu)成泡沫塑料的聚合物的熔點小于常溫或無定形聚合物的玻璃化溫度低于常溫，材料在常溫下質(zhì)地柔軟。

　　三、半硬質(zhì)（或半軟質(zhì)）泡沫塑料是介于以上兩類之間的泡沫體。

　　此外，對聚氨酯泡沫體的分類還有很多，如按照加工方式分類，大致可分為二步法（或稱預(yù)聚體法）、半預(yù)聚體法、一步法和噴涂法。按泡沫密度方式可分為高、中、低和超低密度泡沫體以及密度懸殊很大的自結(jié)皮泡沫體或稱為整皮泡沫體。后者是一特殊的泡沫形式，它不像前幾種泡沫體具有一致的密度，只是在泡沫體內(nèi)部生成較正常的泡沫體，而在表面部分不產(chǎn)生氣泡或很少產(chǎn)生氣泡，在泡沫體外表面形成密度較內(nèi)部泡沫高得多的致密的表皮層，從表皮到芯部中心存在一個密度下降梯度十分明顯的變化。在聚氨酯軟質(zhì)泡沫體中，它是適應(yīng)汽車方向盤和扶手以及自行車、摩托車鞍座的應(yīng)用而發(fā)展起來的一種半硬質(zhì)模塑泡沫制品。

　　隨著聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料的原材料、加工工藝技術(shù)的進步和制品的商業(yè)專業(yè)化的需要，出現(xiàn)了按產(chǎn)品功能為主的分類，如軟泡、高回彈軟泡、熱模塑軟泡、冷模塑軟泡、超柔軟泡沫、抗靜電軟泡、親油性軟泡、親水性軟泡、吸能性軟泡等，這些都是隨市場細化、專業(yè)化需要發(fā)展起來的泡沫新品種，發(fā)展較快，分類也十分繁雜。目前\\對聚氨酯軟質(zhì)泡沫體的分類仍以加工方式，即預(yù)聚體法、半預(yù)聚體法和一步法的傳統(tǒng)分類為宜。對聚氨酯軟質(zhì)泡沫體以加工方式分類，即預(yù)聚體法、半預(yù)聚體法和一步法的分類，這也是另一種日常分類。

發(fā)泡方法

　　無論采用什么方法發(fā)泡，其基本過程都是：發(fā)泡①在液態(tài)或熔態(tài)塑料中引入氣體，產(chǎn)生微孔；

　　②使微孔增長到一定體積；

　　③通過物理或化學方法固定微孔結(jié)構(gòu)。

　　按照引入氣體的方式，發(fā)泡方法有機械法、物理法和化學法。

機械法

　　借助強烈攪拌，把大量空氣或其他氣體引入液態(tài)塑料中。工業(yè)上主要用此法生產(chǎn)脲醛泡沫塑料，可用作隔熱保溫材料或影劇中布景材料（如人造雪花）。

物理法

　　常將低沸點烴類或鹵代烴類溶入塑料中，受熱時塑料軟化，同時溶入的液體揮發(fā)膨脹發(fā)泡。如聚苯乙烯泡沫塑料，可在苯乙烯懸浮聚合時，先把戊烷溶入單體中，或在加熱加壓下把已聚合成珠狀的聚苯乙烯樹脂用戊烷處理，制得所謂可發(fā)泡性聚苯乙烯珠粒。將此珠粒在熱水或蒸汽中預(yù)發(fā)泡，再置于模具中通入蒸汽，使預(yù)發(fā)泡顆粒二次膨脹并互相熔結(jié)，冷卻后即得到與模具型腔形狀相同的制品（見圖）。它們廣泛用作保溫和包裝中防震材料。也可采用擠出成型法，此時，既可使用可發(fā)泡珠粒，將其一次發(fā)泡擠出成片材；也可使用普通聚苯乙烯粒料，在擠出機適當部位加入鹵代烴，使之與塑料熔體混合均勻，當物料離開機頭時即膨脹發(fā)泡。擠出法常用于制片材或板材，片材經(jīng)真空吸塑成型可制成食品包裝盒和托盤等。聚乙烯也可用類似方法制得擠出發(fā)泡制品。引入氣體的物理方法還有溶出法、中空微球法等。溶出法是將可溶性物質(zhì)如食鹽、淀粉等和樹脂混合，成型為制品后，再將制品放在水中反復(fù)處理，把可溶性物質(zhì)溶出，即得到開孔型泡沫制品，多用作過濾材料。中空微球法是將熔化溫度很高的空心玻璃微珠與塑料熔體相混，在玻璃微珠不致破碎的成型條件下，可制得特殊的閉孔型泡沫塑料。

化學法

　　可分為兩類：

　　① 采用化學發(fā)泡劑，它們在受熱時分解放出氣體。常用的化學發(fā)泡劑，如偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈、N，N′－二亞硝基五亞甲基四胺、碳酸氫鈉等。許多熱塑性塑料均可用此法作成泡沫塑料。例如聚氯乙烯泡沫鞋，就是把樹脂、增塑劑、發(fā)泡劑和其他添加劑制成的配合料，放入注射成型機中，發(fā)泡劑在機筒中分解，物料在模具中發(fā)泡而成。泡沫人造革則是將發(fā)泡劑混入聚氯乙烯糊中，涂刮或壓延在織物上，連續(xù)通過隧道式加熱爐，物料塑化熔融、發(fā)泡劑分解發(fā)泡、經(jīng)冷卻和表面整飾，即得泡沫人造革。硬質(zhì)聚氯乙烯低發(fā)泡板材、管材或異型材則用擠出法成型，發(fā)泡劑在機筒中分解，物料離開機頭時，壓力降到常壓，溶入氣體即膨脹發(fā)泡，如果發(fā)泡過程與冷卻定型過程配合得當，就可得到結(jié)構(gòu)泡沫制品。

　　② 利用聚合過程中的副產(chǎn)氣體，典型例子是聚氨酯泡沫塑料，當異氰酸酯和聚酯或聚醚進行縮聚反應(yīng)時，部分異氰酸酯會與水、羥基或羧基反應(yīng)生成二氧化碳。只要氣體放出速度和縮聚反應(yīng)速度調(diào)節(jié)得當，即可制是泡孔十分均勻的高發(fā)泡制品。聚氨酯泡沫塑料有兩種類型，軟質(zhì)開孔型形似海綿，廣泛用作各種座椅、沙發(fā)的座墊以及吸音、過濾材料等；硬質(zhì)閉孔型則是理想的保溫、絕緣、減震和漂浮材料。

用途

　　20世紀60年代發(fā)展起來的結(jié)構(gòu)泡沫塑料，以芯層發(fā)泡、皮層不發(fā)泡為特征，外硬內(nèi)韌，比強度（以單位質(zhì)量計的強度）高，耗料省，日益廣泛地代替木材用于建筑和家具工業(yè)中。聚烯烴的化學或輻射交聯(lián)發(fā)泡技術(shù)取得成功，使泡沫塑料的產(chǎn)量大幅度增加。經(jīng)共混、填充、增強等改性塑料制得的泡沫塑料，具有更優(yōu)良的綜合性能，能滿足各種特殊用途的需要。例如用反應(yīng)注射成型制得的玻璃纖維增強聚氨酯泡沫塑料，已用作飛機、汽車、計算機等的結(jié)構(gòu)部件；而用空心玻璃微珠填充聚苯并咪唑制得的泡沫塑料，質(zhì)輕而耐高溫，已用于航天器中。

性能

　　泡沫塑料與純塑料相比，具有密度低，質(zhì)輕，比強度高，其強度隨密度增加而增大，有吸收沖擊載荷的能力，有優(yōu)良的緩沖減震性能，隔音吸音性能，熱導(dǎo)率低，隔熱性能好，優(yōu)良的電絕緣性能，具有耐腐蝕、耐霉菌性能。軟質(zhì)泡沫塑料具有彈性優(yōu)良等性能。

特點

　?。?span>1）容重很低，可減輕包裝重量，降低運輸費用；

　?。?span>2）具有優(yōu)良的沖擊、振動能量的吸收性，用于緩沖防震包裝能大大減少產(chǎn)品的破損；

　?。?span>3）對溫、濕度的變化適應(yīng)性強，能滿足一般包裝情況的要求；

　?。?span>4）吸水率低、吸濕性小，化學穩(wěn)定性好，本身不會對內(nèi)裝物產(chǎn)生腐蝕，且對酸、堿等化學藥品有較強的耐受性；

　　（5）導(dǎo)熱率低，可用于保溫隔熱包裝，如冰淇淋杯、快餐容器及保溫魚箱等；

　?。?span>6）成型加工方便，可以采用模壓、擠出、注射等成型方法制成各種泡沫襯墊、泡沫塊、片材等。容易進行二次成型加工，如泡沫板材經(jīng)熱成型可制成各種快餐容器等。另外，泡沫塑料塊也可用粘合劑進行自身粘接或與其它材料粘接，制成各種緩沖襯墊等。

設(shè)計選用要點

模塑聚苯乙烯泡沫塑料 (EPS）板

　?。?span>1） 自重輕，且具有一定的抗壓、抗拉強度，靠自身強度能支承抹面保護層，不需要拉接件，可避免形成熱橋。

　　（2） EPS板在密度30～50 kg/m的范圍內(nèi)，導(dǎo)熱系數(shù)值最?。辉谄骄鶞囟?span>10℃，密度為20kg/m時，導(dǎo)熱系數(shù)為0.033～0.036W/(m·K）；密度小于15 kg/m時，導(dǎo)熱系數(shù)隨密度的減小而急劇增大；密度15～22 kg/m的EPS板適合做外保溫。

　?。?span>3） 用于外墻和屋面保溫時，一般不會產(chǎn)生明顯的受潮問題。但當EPS板一側(cè)長期處于高溫高濕環(huán)境，另一側(cè)處于低溫環(huán)境并且被透水蒸氣性不好的材料封閉時；或當屋面防水層失效后，EPS板可能嚴重受潮，從而導(dǎo)致其保溫性能嚴重降低。

　?。?span>4）用于冷庫、空調(diào)等低溫管道保溫時，必須在EPS板外表面設(shè)置隔汽層。

擠塑聚苯乙烯泡沫塑料 (XPS）板

　?。?span>1） 具有特有的微細閉孔蜂窩狀結(jié)構(gòu)，與EPS板相比，具有密度大、壓縮性能高、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸水率低、水蒸氣滲透系數(shù)小等特點。在長期高濕度或浸水環(huán)境下，XPS板仍能保持其優(yōu)良的保溫性能，在各種常用保溫材料中，是目前唯一能在70%相對濕度下兩年后熱阻保留率仍在80%以上的保溫材料。

　?。?span>2） 由于XPS板長期吸水率低，特別適用于倒置式屋面和空調(diào)風管。

　?。?span>3） 還具有很好的耐凍融性能及較好的抗壓縮蠕變性能。

硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料（PUR)

　?。?span>1） 使用溫度高，一般可達100℃，添加耐溫輔料后，使用溫度可達120℃。

　?。?span>2） 聚氨酯中發(fā)泡劑會因擴散作用不斷與環(huán)境中的空氣進行置換，致使導(dǎo)熱系數(shù)隨時間而逐漸增大。為了克服這一缺點，可采用壓型鋼板等不透氣材料做面層將其密封，以限制或減緩這種置換作用。

　?。?span>3） 現(xiàn)場噴涂聚氨酯泡沫塑料使用溫度高，壓縮性能高，施工簡便，較EPS板更適于屋面保溫。

　?。?span>4） 用于管道（尤其是地下直埋管道）和屋面保溫時，應(yīng)采取可靠的防水、防潮措施。同時應(yīng)考慮導(dǎo)熱系數(shù)會隨時間而增大，盡量采用密封材料作保護層。

　　（5） 由于使用溫度較高，多用于供暖管道保溫。

　?。?span>6） 發(fā)煙溫度低，遇火時產(chǎn)生大量濃煙與有毒氣體，不宜用作內(nèi)保溫材料。

　?。?span>7） 雖然吸水率較低，但作為保溫材料，絕不能兼做防水材料。

聚乙烯泡沫塑料（PE)

　?。?span>1） 幾乎不吸水和幾乎不透水蒸氣，長期在潮濕環(huán)境下使用不會受潮，因而導(dǎo)熱系數(shù)能夠保持不變（EPS、PUR、PF等無法與之相比），并且為軟質(zhì)泡沫塑料，具有很好的柔韌性。

　?。?span>2） 壓縮性能較差，受壓狀態(tài)下使用時存在壓縮蠕變。

　?。?span>3） 適用于低溫管道和空調(diào)風管。

酚醛泡沫塑料（PF)

　　（1） 各項性能和價格與聚氨酯相當，只是壓縮性能較低；但是由于它的耐溫性和防火性能遠遠優(yōu)于聚氨酯，所以特別適用于高溫管道和對防火要求嚴格的場合。

　?。?span>2） 耐熱性、阻燃性遠遠優(yōu)于聚氨酯及其他泡沫塑料，長期使用溫度可高達200℃，允許間歇溫度高達250℃。

　?。?span>3） PF氧指數(shù)高達50%，煙密度等級（SDR）為4，在空氣中不燃，不熔融滴落。按GB 9978-90進行耐火試驗時，試件無明顯變形，無竄火現(xiàn)象。

尿素甲醛現(xiàn)澆泡沫塑料（UF)

　?。?span>1） 耐老化、耐霉菌，干燥后對金屬不腐蝕。

　?。?span>2） 適用于夾心墻體和空心砌塊填充保溫。

　?。?span>3） 硬化過程中有水分釋放，故其外圍材料應(yīng)有良好的透水蒸氣性，以使硬化泡沫充分干燥；如果應(yīng)用空間長期處于潮濕狀態(tài)，或者材料不是用于保溫而是保冷，則應(yīng)對潮濕問題特別加以考慮。

　?。?span>4） 在干燥過程中收縮較大（干燥收縮率不大于4%），材料中有可能產(chǎn)生裂縫，而且在材料與空間的接觸面處容易產(chǎn)生松脫現(xiàn)象。如果不允許有此種現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)事先向材料供應(yīng)商提出。

　　（5） 存在甲醛釋放問題。