生产PVC发泡型材、板片材和管材常用的方法是挤出成型,通过化学发泡剂(CBA)的分解产生成泡孔结构,化学发泡剂通常是有机或无机化合物,加热就会分解产生一种或多种气体。物理发泡剂(PBA)一般都是气体或者低沸点的液体,在硬质PVC发泡制品生产中较少使用。
基本原理
化学发泡剂在挤出机机筒内分解产生出气体,并溶解在熔融聚合物中,由于挤出机内熔体压力很高,所以气体可以溶解在聚合物熔体中。为了得到**的发泡工艺,应该确保聚合物熔体从机头出来后气泡才成核。因此,从机筒到机头整个流道都必须维持高压,以确保气体处于溶解状态中。这样对螺杆和机头的设计以及温度控制方面都有一定要求。降低机头温度,熔体粘度和压力都会升高,有助于抑制一些不良的、过早发泡发生。
当熔体离开机头,压力突然下降导致熔体内的气体变得过饱和,这样产生了相分离,泡孔几乎在瞬间成核。泡孔成核点是无规律的,成核的地方可能是熔体内CBA分解产生的固体残余物、颜料、填料等。当压力减少时,泡孔的生长速率开始较快,然后会变得缓慢。随着熔体冷却下来,熔体粘度增大,也会阻碍泡孔的长大。为了防止泡孔塌陷,必须快速冷却熔体, 将熔体通过一个冷却定型装置,以便泡孔结构快速冻结成型。机头到定型单元之间的距离以及冷却定型装置的冷却温度都会影响到***终制品表面质量、密度及表皮厚度。
发泡制品的很多形态受到配方控制。泡孔尺寸和均匀程度关键取决于化学发泡剂的类型和用量。大多数应用场合需要的是泡分布均匀、细小的闭孔结构。泡孔尺寸也与聚合物的流变性能有关。如果聚合物粘度太高,那么泡孔将不能充分膨胀,则不可能得到低密度的发泡制品。如果聚合物粘度和熔体强度太低,泡孔就容易破裂或塌陷。就PVC而言,熔体强度取决于聚合物的分子量及聚丙烯酸酯类加工助剂的使用情况。


