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远航“聚苯乙烯树脂”的泡塑成型理论
 
  依据塑料的物理性质,泡体质地的软硬水平南昌泡沫板厂把泡沫塑料分为三大类。聚苯乙烯泡沫塑料、酚醛泡沫塑料、环氧树脂泡沫塑料、局部聚氨酯泡沫塑料都属硬质泡沫塑料;而橡胶、弹性聚氨酯和局部聚烯烃的泡沫塑料则属于软质泡沫塑料。  
 
 
  可发性聚苯乙烯树脂是在聚苯乙烯珠粒中参加低沸点的液体发泡剂,在加温加压的条件下,浸透到聚苯乙烯珠粒中,使其溶胀,制成可发性聚苯乙烯树脂(珠粒)。  
 
 
  在受热的状况下,聚苯乙烯软化而低沸点烷烃挥发招致聚苯乙烯粒子收缩,应用这一原理,将其经过预发、熟化、成型、烘干及切割等加工工艺制得可发性聚苯乙烯制品。  
 
 
  它既可用于制成不同密度、不同外形的泡沫塑料制品,又能够消费出各种厚度的泡沫塑料板材,普遍用于建筑、包装、日用品、工业品等范畴。  
 
 
一、远航泡沫板成型过程  
 
 
  1、 泡沫的气泡核构成阶段:合成树脂参加化学发泡剂或气体,当加温或降压时,就会生出气体而构成泡沫,当气体在熔体或溶液中超越其饱和限度而构成过饱和溶液时,气体就会从熔体中逸出而构成气泡。在一定的温度和压力下,溶解度系数的减小将惹起溶解的气体浓度降低,放出的过量气体构成气泡。  
 
 
  2、 泡沫的气泡核增长:在发泡过程中,泡孔增长速率是由泡孔内部压力的增长速率和泡孔率的变形才能决议的。在气泡构成之后,由于气泡内气体的压力与半径成反比,气泡越,内部的压力越高,并经过成核作用增加了气泡的数量,加上气泡的收缩扩展了泡沫得增长。促进泡沫增长的要素主要是溶解气体的增加、温度的升高、气体的收缩和气泡的和并。  
 
 
  3、 泡沫的稳定固化:当然,假如泡孔增长过程在某一阶段未被中缀的话,一些泡孔能够增长到十分大,使构成泡孔壁的资料到达资料到达决裂极限,最后一切泡孔会互相串通,使整泡沫构造瘪塌,或会呈现一切的气体从泡孔中迟缓地扩散到大气中的现象,泡沫中气体的压力逐步地衰减,那么泡孔会慢慢地变小并消逝。  
 
 
  因而,在泡沫构成中控制泡孔的增长率和稳事实上是重要的。这能够经过使聚合物母体发作忽然国有化或使母体变形性逐步的降低来完成。许多稳定泡沫的办法,可降低其外表张力,减少气体扩散作用,使泡沫稳定。比方,在发泡过程中,经过对物料的冷却或树脂的交联都能进步塑料液体的粘度,到达稳定泡沫的目的。  
 
 
二、远航泡沫板成型机理  
 
 
  1、气泡核的构成  
 
 
  所谓气泡核就是指原泡,也就是气体分子最初汇集的中央。塑料发泡过程的初始阶段是在塑料熔体或液体中构成大量的气泡核,然后使气泡核收缩成发泡体。  
 
 
  在高聚物的分子构造中存在压力为零的自在空间,不同的高聚物具有不同大小的自在空间。有些高聚物具有较大的自在空间,能够包容某些发泡剂的渗入。普通来说,要同时具备以上两个条件才干构成气泡核。  
 
 
  RN Hacoard等提供了分子架理论的根据。他们聚苯乙烯为对象,研讨了其分子构造。从聚苯乙烯的可紧缩性推断出其分子架中存在着自在空间,其内压为零。温度低于Tg时,自在空间约占13%。戊烷进入这些空间的最大量为6.5%~8.5%。  
 
 
  A Ringram和WrightHA去持上面的论点,他们用实考证明戊烷在PS中的饱和容量是8%~8.25%,这一数据与上面的推论很接近。见图1-5、1-6。  
 
 
  依据分子架理论,构成气泡核必需留意满足以下条件。  
 
 
  A、作为泡沫塑料基体的聚合物,其分子架中应用足够量的自在空间,以供汇集足够量的发泡剂,构成气泡核。  
 
 
  B、 发泡剂普通采用低沸点的有机液体,在一定条件下能 渗入聚合物分子架的自在空间中,并遭到较大的作用力,使其不易挥发分发。另外,还请求发泡剂的沸点必需低于聚合物的软化点。因而,低沸点的有机液体固然不少,但真正适合做发泡剂的并不多。  
 
 
  C、汇集在聚合物分子架中的低沸点发泡剂,其分子在不停地停止扩散运动。因而,含有低沸点发泡剂的聚合物不应在大气中久放。  
 
 
  2、气泡的收缩过程  
 
 
  气泡增长的近似计算式:  
        R(t)=kDCoTn   
  式中R(t)––随时间t变化的气泡半径;  
  T––时间;  
  D––气体的扩散系数;  
  Co–––气体的初始溶液;   
  K–––修正系数(与聚合物粘度和弹性有关)  
 
 
  3、气泡的稳定和固化过程  
 
 
  任何一气固或气液相共存的体系,多数是不稳定的。曾经构成的气泡能够继续收缩,也可能兼并、塌陷或决裂,这些可能性的完成主要取决于气泡处的条件。  
 
 
  (1)固化方法  
  为了避免气泡决裂,一方面能够从进步熔体的粘弹性动手,使气泡壁有足够的强度,不易决裂。另一方面,控制收缩速度,统筹气泡壁应力松弛所需的时间。  
 
 
  (2)影响固化要素  
  热塑性泡沫塑料的固化主要是经过冷却来停止的,冷却也是影响固化速度主要要素。  
  为了使泡体的热量经过各种传热途径,散入四周的空气或冷却介质中。采用较多的是用空气或冷却介质直接或间接冷却泡体的外表。但是,由于泡体是热的不良导体,冷却经常常呈现表层的泡体已被冷却固化定型,芯部的温度还很高的现象。这时如冷却定型不够,固然皮层已固化定型,但是芯部的大量热量会继续外传,使皮层的温度上升,再加上芯部泡体的收缩力,就可能使已定型,但是芯部的大量热量会继续外传,使皮层的温度上升,再加芯部泡体的收缩力,就可能使已定型的泡体外形变形或毁坏。因而,发泡制品的冷却固化需求有足够的冷却定型时间和冷却效率来保证。但冷却速度也不宜过快,特别是对收缩率较大的聚合物泡体。  
 
 
  泡沫塑料的种类很多,性能也多种多样,由于它含有大量气泡,因而具有以下三大共同的特性。  
 
 
  1、具有吸收冲击载荷的才能  
  泡沫塑料遭到冲击载荷时,泡沫中的气体经过滞流和紧缩,使外来作用的能量被耗费,散逸。泡体以较小的负加速度,逐渐终止冲击载荷。  
 

  2、隔热性能好  
  泡沫塑料的导热系数比纯塑料低得多由于气体的热导率比塑料的热导率低近一个数量级。  
 
 
  泡沫塑料中气体互相隔离,因而,减少了气体中的对传播热,有助于进步泡沫塑料的隔热才能。  
 
 
  辐射热能透过泡体中的气体层传送,泡沫塑料对辐射热传送才能主要由塑料对红外线的吸收系数、泡孔大小、泡孔的外形和气体和容积率等要素决议。  
 
 
  泡沫塑料的传热才能应是以上两种传热结果(气体辐射和泡体热传导)的综合,它们与泡体密度之间的关系简化如图3所示。在泡体密度很低时,辐射传热量在总的传热过程中起了主要的作用。但在密度高的条件下,泡沫塑料的传热性能主要取决于泡体的热导率。  
 
 
  EPS泡沫具有很低的导热系数,国标规则值
 
 
  3、防火性能  
 
 
  (一)EPS的阻燃性能  
  EPS是一种有机碳氢化合物,以及含有残留石油气,所以普通的EPS制品是一种易燃物品,能够被火点燃,熄灭时发光,即便分开火焰依然继续熄灭并有浓烟和熔融滴落。自燃和外部点燃的温度分别是490oC和296 oC。未加阻燃剂改善的普通EPS泡沫归类为“易燃类”,遇火即熄灭,而且火焰疾速蔓延到整个外表。  
 
 
  EPS 制品应用于建筑、造船、冷冻车辆等范畴时,必需提出一定的阻燃请求。为此,世界各国都消费一种经特别配方和工艺而制成的阻燃型EPS原料,这些阻燃型EPS原料,由于参加有机卤化物等阻燃剂,因此大大地改动了其熄灭性能,扩展了EPS的运用范围。  
 
 
  (二)阻燃性能指标  
 
 
  (1)按轻工业部部颁规范SG-232-81。自熄性测定办法如下:  
 
 
  把试样置于与程度面成45°的位置上,用蜡烛火焰熄灭5秒种,然后将火源移开,同时用秒表丈量移开战焰后试样继续熄灭的时间,在两秒种内熄灭为合格。  
 
 
  按日本工业规范(JISA9511-1984),其请求在三秒种内熄灭者为合格。实验的办法相似。  
 
 
  (2)“氧指数”(OI)法评价EPS的阻燃性能。  
 
 
  众所周知,普通空气中氧气约占21%,其他大局部是氮气。假如某物质需求在25%的含氧的气体中方能熄灭,则称其氧指数为25。显然。某物的氧指数高,则标明其阻燃性能好。氧指数,就是指在规则的实验条件下,在室温下,资料在O2、N2混合气体中刚好维持熄灭时的最小氧浓度,以体积的百分率表示。 
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