玻璃纖維增強聚苯乙烯微泡仿木塑料#

玻璃纖維增強聚苯乙烯微泡仿木塑料1.微泡塑料微泡塑料是由熱塑性聚合物，如聚苯乙烯、聚碳酸酯等，經(jīng)過高壓氣體飽和、氣體成核、發(fā)泡、生長等一系列過程而得到的，帶有大量封閉細微泡沫的一類新型熱塑性泡沫塑料。普通的泡沫制品，其泡孔直徑一般為150～250μm，而微氣泡的直徑不大于50μm（超微泡則小于30

μm），密度在109-1013泡孔/cm3。

微泡制品具有優(yōu)良的性能，包括高沖擊強度、高韌性、高疲勞壽命、高熱穩(wěn)定性等特點，但加工難度比較大，難點包括氣泡大小的控制以及動態(tài)條件對微泡制品質(zhì)量的影響等。2.微泡塑料的制備方法微泡塑料的制備，采用高壓氣體飽和，然后使氣體成核，發(fā)泡，氣泡生長的方法，根據(jù)具體過程的不同，主要有三種：①變溫變壓法②恒壓變溫法③恒溫變壓法2.微泡塑料的制備方法——①采用變溫變壓法制備微泡塑料在變溫變壓過程，首先在一定溫度（室溫或稍高于室溫）下，用高壓(3-5MPa)非反應性氣體（CO2，N2）飽和聚合物樣品，直至達到吸附-擴散平衡。

然后將樣品從高壓容器中取出，得到一氣體超飽和的聚合物樣品，加熱樣品至發(fā)泡溫度（高于聚合物樣品的玻璃化溫度），則樣品內(nèi)氣體就成核，發(fā)泡，氣泡生長。

控制發(fā)泡溫度和發(fā)泡時間，就可得到所需密度和氣泡直徑的微泡塑料。2.微泡塑料的制備方法——③采用恒溫變壓法制備微泡塑料

聚合物被高壓氣體飽和時，由于氣體分子的增塑作用，聚合物的玻璃化溫度下降，大幅度增加氣體壓力，可使聚合物的玻璃化溫度降至室溫附近。該法就是在一定的溫度下，用超高壓(25～35MPa)非反應性氣體（CO2，N2），即超臨界流體飽和聚合物樣品，直至達到吸附一擴散平衡。此時聚合物的玻璃化溫度應低于實獫操作溫度。

然后降低體系壓力，聚合物樣品就處于超飽和狀態(tài)，聚合物內(nèi)的流體就成核，發(fā)泡，氣泡生長。氣泡生長一直要持續(xù)到由于壓力下降導致聚合物內(nèi)非反應性氣體的量減少，聚合物樣品的玻璃化溫度上升到與實驗溫度一致才停止。

得到微泡聚合物，其密度和氣泡直徑通過壓力與發(fā)泡時間來控制。2.微泡塑料的制備方法

為了提高微泡聚合物的承載能力，可以在微泡聚合物的表面形成一未發(fā)泡的聚合物層，可通過在發(fā)泡前讓氣體分子首先擴散出表面層來實現(xiàn)。當氣體超飽和的聚合物樣品內(nèi)的氣體向外擴散一定時間后，表層內(nèi)氣體濃度降至氣體成核所需的最低濃度以下，然后使聚合物樣品發(fā)泡，就可得一內(nèi)部為微泡結(jié)構(gòu)，而表層為未發(fā)泡的聚合物層。3.超微泡塑料的關(guān)鍵技術(shù)超微泡的氣泡直徑可達30μm及以下，它比微泡制品具有更小的密度、更高的沖擊強度和更優(yōu)良的隔熱、絕緣等性能。它甚至可以制成厚度儀為20μm的片材或薄膜。這是普通發(fā)泡技術(shù)和微泡技術(shù)所不能做到的。①塑料必須被足夠的氣體所飽和，并同時使晶核形成大量的超細微孔，因氣體的溶解性隨壓力的提高而增大，因此需要較高的壓力。②在微孔的發(fā)展階段必須控制溫度以控制塑料基體的穩(wěn)定性。③必須選擇一種對所選擇的塑料有適宜的溶解性和擴散性的氣體。④為形成大量的超微孔，成核過程中均勻成核必須占主導優(yōu)勢，即使存在不均勻的晶核。超微泡技術(shù)的幾個關(guān)鍵技術(shù)如下：4.微泡塑料特性密度與原聚合物相比，微泡聚合物密度小，質(zhì)量輕。拉伸強度微泡聚合物的拉伸強度低于未發(fā)泡聚合物的拉伸強度，與其密度成正比。疲勞壽命聚合物經(jīng)微泡過程被制成微泡聚合物后其疲勞壽命有較大幅度的增加5.用途微泡塑料被譽為21世紀的新型材料。以其性能來看，許多使用聚合物的場合都可用微泡聚合物來代替，如在玩具、家用電器、汽車部件、通信器材、包裝、化工管道、裝飾材料等，有著巨大的潛力。

在航天飛機或運載火箭上使用微泡聚合物材料，可增加有效載荷；在大量使用聚合物材料場合，用微泡聚合物材料則可減少資源消耗，降低運輸費用；

微泡聚合物由于不存在殘余的烴類發(fā)泡劑，易于循環(huán)使用，質(zhì)量較好。而且從環(huán)境保護的角度來看，聚合物的微泡過程中不使用對環(huán)境有害的化學品，也不會增加CO2/N2的排放量（CO2，N2可分別從工廠尾氣和空氣制?。?.微發(fā)泡技術(shù)制備玻璃纖維增強聚苯乙烯仿木塑料制備工藝原理在配方內(nèi)加入適量的發(fā)泡劑通過加工工藝控制熔體的彈性和溫度發(fā)泡劑在熔體達到分解溫度時，分解成氣體發(fā)泡的程度受熔體黏度、溫度、發(fā)泡劑產(chǎn)生的氣壓、發(fā)泡劑所產(chǎn)生氣泡與熔體的融合性6.微發(fā)泡技術(shù)制備玻璃纖維增強聚苯乙烯仿木塑料微發(fā)泡PS的生產(chǎn)工藝流程混配（或造粒）發(fā)泡擠出定型較直裁斷堆放包裝6.微發(fā)泡技術(shù)制備玻璃纖維增強聚苯乙烯仿木塑料發(fā)泡擠出自由發(fā)泡法該工藝讓熔體自由膨脹，適合于橫斷面構(gòu)造簡單的產(chǎn)品。產(chǎn)品表面硬度、光澤性差結(jié)皮發(fā)泡法該工藝擠出模具內(nèi)有導向棒，熔體受控制膨脹，產(chǎn)品表面光滑、堅硬共擠出法該工藝同時擠出發(fā)泡熔體和不發(fā)泡熔體，可產(chǎn)生光滑、堅硬的表面，有很好的尺寸穩(wěn)定性6.微發(fā)泡技術(shù)制備玻璃纖維增強聚苯乙烯仿木塑料生產(chǎn)工藝優(yōu)點缺點自由發(fā)泡法加工工藝簡單、生產(chǎn)設備使用靈活，成本低吸水性強、制品厚度受限制，不能制造復雜的產(chǎn)品結(jié)皮發(fā)泡法優(yōu)良的產(chǎn)品外觀和耐候性，成品有良好的性能，設計靈活性更大加工工藝難以掌握，加工敏感性強，投資較大，生產(chǎn)效率較低共擠出法生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品外觀好，性能優(yōu)異、原料使用的靈活性大投資大，生產(chǎn)設備占地面積大，加工工藝難以掌握三種發(fā)泡工藝方法優(yōu)劣比較6.微發(fā)泡技術(shù)制備玻璃纖維增強聚苯乙烯仿木塑料性能及影響因素原材料PS樹脂熔融指數(shù)在2～6g/10min為宜，若選用AC發(fā)泡劑，應添加無機填料礦粉成核劑。若加工成型白色或淺色制品應選用塑得多樂發(fā)泡劑或白色發(fā)泡劑為好，不宜選用AC發(fā)泡劑，因為AC發(fā)泡劑受熱易變黃。設備生產(chǎn)微發(fā)泡PS型材，應在設備中增設一套二次減壓和二次或多次發(fā)泡工藝段。加工工藝條件溫度：加工溫度越高，物料的發(fā)泡倍率越大．但由于物料的發(fā)泡溫度與“破泡”溫度很接近，所以提高加工溫度雖有利于發(fā)泡，但溫度一高，又易“破泡”。所以溫控精度要高，要臨時處理。調(diào)整加工條件時，不宜變動溫度，而應盡量選擇調(diào)整剪切速率和壓力。剪切速率：剪切速率越高時，泡徑越小且越均勻，發(fā)泡位置越外移．所以在擠出機的螺桿、機筒機頭的設計參數(shù)已定的條件下，通過調(diào)整螺桿轉(zhuǎn)速來解決即將失控的發(fā)泡型坯是一種簡單易行的方法壓力：螺桿料的壓力越大，氣體在熔體中的溶解度越高，進入發(fā)泡區(qū)（減壓）后的發(fā)泡越均勻，在擠出發(fā)泡成型過程中，建立起足夠的壓力，并在指定發(fā)泡位置進行可控的降壓是確保擠出發(fā)泡成型成功的關(guān)鍵7.推廣微發(fā)泡仿木塑料的意義與作用推廣仿木塑料，可節(jié)省森林資源。使用微發(fā)泡技術(shù)可以生產(chǎn)出密度小的產(chǎn)品，因而原料費用低。而且，由于它具有表面不需油漆，一次擠出成型，可以直接組裝，無需烘干脫水、脫脂工序等優(yōu)良性能，從而使其總成本低于木材制品．因而推廣微發(fā)泡仿術(shù)塑料經(jīng)濟效益高。在建材、裝潢、家具、辦公、機械、儀表、設備配件、包裝、汽車、火車、輪船等行業(yè)都有著廣闊的應用前景，特別是在廚房、浴室和衛(wèi)生間中應用越來越普遍。原料易得、價廉、供應渠道穩(wěn)定，目前已經(jīng)開發(fā)聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(P