如何使用化学发泡剂进行成型和挤出？

热塑性塑料可以通过各种方式发泡，以获得各种密度。一般来说，发泡剂与聚合物熔体混合，通过用气体代替聚合物来降低密度。然而，减少密度或重量只是泡沫必须提供的几个优点之一。其他常见的好处包括去除水槽、减少翘曲和提高生产速度。

发泡剂分为物理剂和化学剂。物理发泡剂用于各种气体和挥发性液体。化学发泡剂（CFA）在热分解过程中，它们可以是释放气体的有机或无机化合物。CFA它通常用于获常与物理发泡剂一起使用，以获得中密度至高密度的泡沫。本文介绍了挤压和注塑成型CFA基本处理信息。

CFA它可以分为吸热或放热，这是指它们所经历的分解类型。吸热类型通常在分解过程中释放二氧化碳和水来吸收能量，而放热类型在分解过程中释放能量并产生氮。放热发泡剂释放的气体总产量和压力通常高于吸热剂。

有时这两种混合物被用于某些应用程序。这是型材挤压的情况，其中来自放热部分的高压和高体积有助于填充型材，而受控气体产量和吸热分解产生的冷却可以减少型材翘曲。

众所周知，吸热CFA在130至230C（266-446F）在分解范围内，一些更常见的放热发泡剂是200C（392F）左右分解。不过，大部分放热都是放热的。CFA可以通过添加一些化合物来减少分解范围。

CFA选择和聚合物

大多数CFA设计中考虑了一些聚合物和应用程序。当选择发泡剂时，上述分解范围被认为是聚合物和分解产物之间的兼容性。例如，分解聚合物(如聚碳酸酯或PET），分解时释放大量的水来吸收热量CFA也许不是最好的选择。

有些聚合物比其他聚合物更容易起泡。LDPE比LLDPE发泡要容易得多，而且PP共聚物通常发泡得比均聚物好。这主要是由于熔体强度高，有助于支撑泡沫结构。树脂供应商通常提供“可发泡”树脂等级，应咨询其建议。

在处理泡沫时，基本原理是在溶液中保持吹气体和聚合物熔体，直到它们离开模具或进入模具腔。考虑到这一点，应避免在模具嘴唇或模具前的大压降，以确保泡沫均匀膨胀。

理想的发泡挤出机是最小的L/D为24:1，允许CFA气体在熔体中的完全分解和分散。螺钉设计应在螺钉轮廓上产生压力，但应相对温和。这有助于将气体和熔体保持在溶液中，防止聚合物过度加工，降低熔体强度。不建议使用筛网组件，因为它们会导致压力下降和过早发泡。当筛袋开始堵塞时，泡沫也可能分散。挤出机的排气孔或排气孔应关闭，因为它们会逃离泡沫气体。

现实世界界中，理想泡沫挤出机的规则也有例外。带有隔离层和混合部件的螺钉和带有屏幕组件的机器制造出优秀的泡沫。泡沫甚至可以在带有脱气区域的机器上制造，例如在锥形双螺钉上挤出泡沫PVC在这种情况下。如果需要筛网，泡沫挤出的粗筛通常比细筛好。在不允许堵塞通风孔的过程中，成功的机会是通过提高螺杆速度、降低通风孔前的温度和选择通风孔后分解的发泡剂来提高的。

一般推荐使用“钟形”温度曲线用于化学发泡。尽量冷却进料喉后的温度区域，以减少预发泡和气体从进料喉逃逸的机会。温度应在后续区域达到峰值，以熔化聚合物并完全分解所选的发泡剂。降低机器模具或喷嘴的温度可以提高熔体强度，防止泡沫坍塌。

剂量是最关键的元素之一，但也可能是最常被忽视的元素之一。虽然使用重量给料机，但成本非常高，因此很难证明这些给料机。只要检查进给速度，更常见的体积给料机也可以同样准确。建议为每个体积给料机和给料机上使用的每种材料生成校准曲线。

许多泡沫挤压的概念也适用于注射成型。此外，理想的成型压力机将关闭喷嘴，以防止唾液在两次注射之间流动。浇口和流道的位置应快速均匀地填充。如果可能的话，应使用短流量和长流量。排气对泡沫的膨胀非常重要。经验表明，排气孔的深度范围为0.003到0.010英寸，但通过重复试验可能需要确定实际排气孔的大小。均匀的模具是确定排气孔深度和位置的可靠方法。

挤出化学泡沫

挤出的热塑性塑料通常会发泡以降低密度。挤压型材或板材应采用同样的方法。如果可能的话，请不要这样做。CFA稳定的过程开始了。应添加相对较低的发泡剂剂量，并缓慢增加，直到获得所需的挤出密度。每次增加剂量应给予一定时间以达到稳定状态。预计将提高下游设备的生产线速度，以补偿三维泡沫的膨胀。

在挤压过程中，由于各种原因，可能无法获得所需的挤压厚度。解决方案可能非常简单，例如增加发泡剂的剂量，或增加挤出机螺钉的速度，甚至降低下游线路的速度。然而，由于更多的原因，这个问题可能与下游过程有关。例如，在挤压板时，如何在板离开模具时接触辊筒库是非常重要的。在非发泡板中，通常形成“熔体堆积”向前移动隙向前移动，以便在薄板上放置有光泽和光滑的表面。这对泡沫来说并不理想，因为它必须有机会膨胀。因此，第一种方法是允许卷曲“亲吻”离开模具时，薄板或轻微接触薄板。

挤出发泡型材时，一定要注意如何冷却型材，避免结冰，过早停止发泡。泡沫必须通过模具与水浴或应用设备的距离以及这些单元的温度来膨胀。

孔道结构中发现的任何大间隙都可能表明孔道坍塌，这可能是由于模具温度过高或发泡剂剂量过成的。如果获得不规则的细胞结构，则可能是由于挤出机或进料过程中混合不足造成的。进料喉温度过高也会导致细胞结构不均匀。

管芯中的预发泡也可能与电池结构不良有关。这是由于模具内部降幅过大造成的，可以通过拧紧模具间隙或缩短模具表面来抵消。降低模具温度也有助于建立背压。

用CFA注塑

注射成型时使用化学发泡剂的两个主要原因是减轻重量和去除水槽。使用时使用。CFA减肥时，短期注射减少注射量是非常重要的。用泡沫帮助填充模具。比如目标重量减少10%，建议注射量减少10%左右(按重量计算)。

在添加零件之前，应稳步增加泡沫剂的添加量。如果泡沫剂的增加不能改善零件的填充，降低压力，压力和时间可能会进一步膨胀泡沫剂。如果零件仍然很短，可能需要稍微增加注射量。

CFA注射速度的一般经验规则越快越好。经常使用蓄能器来完成这项任务，例如结构泡沫的形成。注射速度较快可使发泡剂均匀膨胀。然而，如果模具排气不足，则可能适得其反。在某些情况下，降低夹紧吨位是一个有效的解决方案。在注射结束前，在注射结束前保持高速，然后降低注射速度，这被认为可以在其他情况下使用。排气和零件的几何形状是有限的。

由于许多原因，零件可能会膨胀或吹出，包括冷却不足和过量的发泡剂。如果冷却时间增加或减少冷却时间CFA剂量无效，注射量可能过大。

在标准的高压和低压注塑机中，发泡部件会产生粗糙的表面或开放的外观，以减轻重量。减少发泡剂的用量，提高注射率和压力，甚至提高模具温度，都是试图改善零件表面外观的所有方法。