Page 77 - 《橡塑技术与装备》2019年8期（4月下半月塑料）
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材料与应用 崔雯 等·高分子材料轻量化技术及工业化应用
过低时，发泡剂分解不均匀，也不会得到均匀、密度
较高的发泡制品。天华院采用各区段独立控温，在熔
体输送段采用电 - 油双回路温控系统，控温误差达到
±1℃。通常，挤出发泡时机头处的熔体温度一般比传
统不发泡挤出的温度低 10~50℃。
3.2 挤出发泡的应用
经过多年的实验、设计及优化，结合 60 年的双螺
杆挤出机经验的沉淀，我公司在挤出发泡方面完成了
以下领域的开发、设计、加工制造及应用，并将顺应
市场需求开发设计出不同的发泡机型。
（1）聚苯乙烯泡沫塑料
图 2 影响热塑性聚合物挤出发泡的主要因素
聚苯乙烯（PS）是由苯乙烯单体通过自由基聚合
形成的无定形聚合物，无明显熔点，熔融温度较宽，
不存在结晶过程，挤出发泡过程较易实现。同时，其
发泡材料具有隔热、隔音、优良缓冲性和价格低廉的
特点，主要集中在减震包装、建筑材料，这两个领域
PS 的消费分别占 50% 和 45%。
早在 10 多年前，我公司已使用可发聚苯乙烯、成
核剂、偶氮二甲酰胺（AC）发泡剂等，通过双螺杆挤
1— 喂料系统 ； 2— 双螺杆挤出机主机 ； 3— 电加热系统 ；
4— 超临界 CO 2 注入系统 ； 5— 导热油控温系统 ； 出机成功实现 XPS 板材的挤出发泡。其中，发泡剂采
6— 静态混合器 ； 7— 过渡体 ； 8— 挤出模头
用进口混合式注入。如今，PS 化学发泡在业内已属于
图 3 用于超临界流体发泡的挤出机
十分成熟的发泡工艺，目前较新的研究方向为超临界
要求、物料、工艺特点，选择不同的功能元件（输送 流体 PS 发泡成型以及环境友好型水基发泡聚苯乙烯
元件、反向元件、分散元件、建压元件等），可保证成 树脂。
核剂的分散、气体的注入、保压、两相的快速均化、 （2）蜜胺树脂泡沫塑料
压力的建立等。 蜜胺树脂泡沫（MF）阻燃、隔热性能极优，其无
（4）具备合理压差 需添加阻燃剂，只有在与明火接触的情况下，表面才
对于绿色的超临界二氧化碳发泡而言，在挤出机 开始燃烧，并且一旦开始燃烧立即分解产生大量惰性
筒体内必须保证流体的超临界态，因此，必然需要更 不燃气体氮气，减缓燃烧速度 ；同时在燃烧体的表面
高的工作压力。多数情况下，在双螺杆挤出机的末端 迅速形成致密的焦炭层，阻止燃烧向深层发展，明火
筒体串接熔体泵，以增加口模处压力，使熔体经过口 离开后自动熄灭。因此，不仅应用于建材、汽车等的
模有更大的压力降速率，提高泡孔的成核密度 ；其次， 装饰，还广泛应用于航空航天、国防等军工行业。长
特殊长径比的挤出口模设计，可保证特定的发泡倍率； 期以来，密胺树脂泡沫塑料的生产技术及产品被德国
同时，特殊的螺杆组合起到了防泄压作用，保持动态 及日本企业所垄断。
的熔体密封，对合理压降的实现同样做出了贡献。 我公司配合国内某企业共同攻坚克难，最终采用
（5）精确的温度控制能力 微波辐射法实现了三聚氰胺泡沫塑料专用树脂的工业
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大 多数 聚 合 物发 泡 的加 工 温 度窗 口 窄， 熔体 温 化，研发出年产 20 万 m / 年的三聚氰胺泡沫塑料装置，
度均匀性要求更高，加工设备对熔体冷却速率需求较 克服了产品力学、阻燃性能方面不达标的短板，该泡
高。当熔体温度过高时，挤出物料本身的熔体强度降 沫塑料的工业化填补了国内空白，打破了长期以来国
低，则泡内的发泡压力可能超过泡沫表面张力所能承 外公司在该领域的技术垄断。
受的限度，从而使泡孔破裂，制品表面粗糙、凹陷， （3）聚乳酸树脂泡沫塑料
泡孔结构出现不均匀，密度有上升趋势。当挤出温度 聚乳酸（PLA）具有来源于植物和可完全生物降
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