【凯茵化工国产原材料网】超临界发泡成型技术是一种物理发泡成型技术,同时也是一种微孔发泡成型技术,通常可以将孔径控制在0.1-10μm,泡孔密度一般为10九次方 ~10十五次方个/cm3。

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(1)当材料中的泡孔小于该材料零件的内部缺陷时,材料的强度并不会因为泡孔的存在而降低;

(2)微孔的存在使得材料中的裂纹尖端被钝化,防止裂纹在应力作用下的扩展,从而改善材料的机械性能。

微孔塑料不仅具有一般发泡材料的一些独特性能,而且与传统发泡材料相比还具有优秀的机械性能,孔的存在减少了相同体积下材料的用量,可以减少塑料制件的重量和节省材料,表现出高性价比如材料冲击强度和耐疲劳性的5倍,密度降低5%-90%。

超临界发泡过程对材料微孔结构的影响因素:

1.聚合物物性:

聚合物的粘度和熔体强度:聚合物的粘度低时,气泡成长速度较快,熔体对气泡的束缚较小,容易形成大的气泡、各个气泡之间会合并,不利于微孔的形成;聚合物的粘度高时,气泡成长速度较慢,熔体对气泡的束缚较大,容易形成小的气泡,容易形成完整的闭孔结构,当粘度特别大还会导致材料不能发泡,所以发泡要选择粘度合适的树脂较为合理。

CO2 在聚合物中的溶解度以及扩散速率:溶解度高的情况下,随着超临界流体的不断加入,溶解的CO2逐渐过饱和。溶解度高容易形成更多的气泡核,扩散速率快的发泡产品孔径分布更为均匀,性能更稳定;

相界面的表面张力:当界面张力过大时,聚合物对气体的束缚作用较小,容易形成的核较少,气体更容易团聚在一起,会形成大而稀的气孔;

2.工艺参数:

发泡温度:随着温度的升高,气体在聚合物中溶解度降低,成核数量会逐渐减少;温度还会影响聚合物的粘度,使粘度变低;总的来说温度升高过快会产生大而稀的泡孔结构。反之,温度低会产生小而密的孔泡结构;

发泡压力:压力越大气体在聚合物之中的溶解度越高,气泡成核数量越大,容易形成更多的气泡核;降压速率越大,气泡成核的速率越快;

发泡时间:发泡时间越长,气泡会逐渐的合并长大,对于时间不宜过长;

剪切速率:聚合物属于非牛顿流体,在受到剪切作用时会有一个剪切变稀的现象,即高的剪切速率会使得材料粘度降低,从而导致气泡变大。

以EVA鞋材为例,传统的发泡工艺是化学发泡,先加入偶氮二甲酰胺(AC发泡剂),然后加热分解出气体得到发泡鞋材,而超临界发泡工艺是物理发泡,先通入经高温高压处理的超临界二氧化碳流体进行饱和,然后快速泄压/降温得到发泡鞋材。

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使用超临界流体作为发泡剂,设备投资高,成本较高。开发微发泡聚合物母料替代物理以及化学发泡是扩大未来工业应用的趋势,了解更多详情,关注《凯茵化工国产原材料网》,若有疑问,可在评论区留言,小编会尽快解答。