【技术进阶】注塑成型过程化学发泡问题解决

塑料的发泡一般分微孔发泡（物理发泡法）和结构发泡（化学发泡法），在挤出、注塑成型中均能够选用。

一、塑料发泡工艺

1. 微孔发泡

现在， 微孔发泡工艺是塑料加工中的一种先进的新工艺， 世界各国都在研讨和开发新的发泡专用设备和发泡剂。在塑料的发泡注塑成型加工中， 选用物理发泡法能够得到均匀的微孔发泡制品， 不过需求用专用的注塑机和附属设备， 经紧缩后的惰性气体经过专用设备输入到机筒、螺杆处， 特别规划的螺杆、机筒将其均匀地涣散到熔融的塑猜中， 熔料注入模具中减压发泡。也能够经过溶入塑料熔体中的低沸点液体进行蒸腾使之汽化而发泡； 现在， 欧美的一些闻名塑料机械厂商现已开发出这种注塑机， 并在大型塑料件（ 如汽车配件） 的出产中开端使用。物理发泡剂的要求：无毒、无臭、无腐蚀效果、不焚烧、热安稳性好、气态下不发作化学反应、气态时在塑料熔体中的分散速度低于在空气中的分散速度。一般选用：二氧化碳、氮气、氟利昂、氯甲烷和戊烷等。微孔发泡法的长处： 发泡剂的本钱较低，尤其是二氧化碳和氮气，发泡后无残余物，对发泡塑料的功能影响不大。缺陷是设备出资大，技能难度大。

2. 结构发泡（化学发泡法）

选用化学发泡法是将发泡剂参加塑料原猜中造粒， 使用化学办法发作气体使塑料发泡；在塑猜中参加化学发泡剂，加热时分化说放出气体而发泡；也能够使用各塑料组份之间发作化学反应开释出气体而发泡。

化学发泡剂的要求：其分化说放出的气体应为无毒、无腐蚀性、不焚烧、对制品的成型及物理、化学功能无影响，开释气体的速度应能操控，发泡剂在塑猜中应具有杰出的涣散性。一般选用：无机发泡剂有碳酸氢钠和碳酸铵；有机发泡剂有偶氮甲酰胺和偶氮二异丁腈。

结构发泡法的特色：发泡剂参加塑猜中在机筒内与塑料一同塑化发泡，不需添加设备，射嘴选用自锁式射嘴。用一般的注塑机便能够出产，只是在选用高压发泡法加工时，需求添加二次合模保压设备。下面要点绍一下塑料的化学发泡注塑成型的类型、加工工艺及其使用。

2.1 低压发泡法

低压发泡法注塑与一般注塑的区别是其模具的模腔压力较低，约2~7MPA，而一般注塑则为30~60MPa 。低压发泡注塑一般选用欠注法，即将定量（ 不能注满模腔）的熔料注入模腔，发泡剂分化出来的气体使塑料胀大而充溢模腔。在一般注塑机上进行低压发泡注塑，一般是将化学发泡剂与塑料混合，在机筒内塑化，有必要选用自锁射嘴，打针时，因为气体的分散速度很快，会构成制品的外表粗糙，因而注塑机的打针速度要足够快，一般选用增压器来进步打针速度和打针量， 使打针能在瞬间完成。

低压发泡法注塑的特色：可出产大型较厚的制品；制品的外表细密，其外表能够印刷或涂层；模腔压力小、合模力小、出产本钱低。缺陷是外表光洁度较差，能够经过进步模具的温度来改善。

2.2 高压发泡法

高压发泡法的注塑模腔压力为7~15MPa，选用满注方法，为了得到发泡，能够扩展模腔，或许使一部分塑料分流出模腔。选用扩展模腔法的注塑机与一般注塑机比较，添加了二次合模保压设备，当塑料和发泡剂的熔融混合物被注入到模腔后延时一段时刻，合模安排的动模板向后移动一小段间隔，使模具的动模和定模稍为分隔，模腔扩展，模腔内的塑料开端发泡胀大。制品冷却后在其外表构成细密的表皮，因为塑料熔体的发泡胀大遭到动模板的操控，因而，也就能够对制品的细密表层的厚度进行操控。动模板的移动能够是全体移动，也能够是部分移动使部分发泡， 然后得到不同密度的制品。高压发泡法注塑的长处： 制品外表平坦、明晰、能体现出模腔内的细微形状。缺陷是模具的制作精度要求高，模具费用高，对注塑机的二次锁模保压的要求高。

2.3 双组份发泡法

双组份发泡注塑是一种特别的高压发泡注塑，它选用专门的注塑机，这种注塑机有两套打针设备：一套注塑制品的表层，另一套注塑制品的芯部。不同配方的塑料，分别经过这两个注塑设备按必定的程序先后注入到同一套模具的模腔，然后得到具有细密的表层和发泡的芯部的轻质制品。关于大型的制品，芯部能够掺用下脚料、填充料、废料、纸等，然后大大地下降制品的出产本钱。表层资料和芯部发泡资料的挑选准则，两种塑料之间有必要满意粘合功能好（见表1 ）；胀大和缩短相同或挨近；热安稳性和活动性相近。一般，发泡资料有PS、abs、pe、PP、PA、pc、AS、PPO、PMMA 等；芯部的填料有玻璃纤维、玻璃珠、陶瓷颗粒等。

双组份发泡注塑一般有以下两种状况：
一种是表层塑料A 和芯部塑料B 是同一种塑料，B种含有发泡剂；
另一种是A 和B 是不同一类塑料，但能很好粘合在一同，A 中含有纤维类的增强资料，B 中含有发泡剂和填充料。注塑进程为：先注A 一部分料入模腔，再由另一设备注B 入模腔，B 将A 面向模腔的边际但不将A突破，注满模腔后，再补注必定数量的A ，以清洗流道中的B ，以防止在浇口处有B 的发泡结构而影响外观和防止B 料进入下次打针的A猜中而构成表层发泡，模腔被注满后延时一段时刻，动模敞开必定的间隔，以操控塑料B 的发泡。

在注塑进程中有必要操控好塑料熔体的温度、模具的温度、打针速度、打针压力等因素，以确保B 料能顺畅将A 料面向模腔的边际而构成均匀的表层， 但不会突破它。双组份发泡注塑制品的特色有：具有较大的挠曲刚性；厚壁制品的外表质量较好，不会发作凹痕； 芯部资料能够选用较廉价的资料，能够下降制品的本钱；制品的外表光洁度较高。

2.4 反压发泡法

反压发泡注塑是在打针之前用高压气体如空气或惰性气体将模具的模腔充溢，打针时阻止塑料发泡胀大以得到细密的表层，选用欠注法，打针必定的熔料后把气体排出使塑料胀大而充溢整个模腔。反压注塑法的长处是：制品的外表光洁度较好，表层的安排比较均匀细密。缺陷是需求添加一套气体蓄压设备和能密封型腔的模具，气体压力较高（20MPa），出资较大，模具密封较难操控。

二、影响发泡注塑的因素

与一般注塑比较，发泡注塑的主要影响因素有打针速度、打针压力、打针温度、模具温度、塑料的特性、发泡剂的特性和用量、气泡在制品中的成长进程等。

（1 ）打针速度为了得到气孔的巨细和分布程度都均匀的注塑制品，注塑机的打针速度要快，打针速度假如过慢，会发作巨细不均匀的气孔，因为沿着模腔壁面活动的熔融物料提早固化，添加了活动阻力和能耗，然后削减了制品泡。高速打针能够进步制品的质量，但过高的打针速度会使熔料与模腔发作强烈的剪切效果而得到粗糙的外表。

（2 ）打针压力

打针压力要足够高以便得到较高的打针速度，以缩短充模时刻。充模时刻短，气泡的构成时刻短，然后发泡发作的气泡要小一些，并且分布较均匀，打针压力高时，气泡构成的数较多，气泡较小，分布也比较均匀，熔胶时加必定的背压，关于安稳、均匀地充模有长处。

（3 ）加工温度

应尽量挑选与塑料和发泡剂相适宜的加工温度，熔体的温度低会使熔体的粘度添加，使气体在熔体中的分散系数下降，气泡的构成削减，并且气泡的增加较慢，熔体的温度低会使熔体的应力松懈较慢，气体从熔体中的开释速度变慢。但熔体温度过高，容易发作喷发现象，会使熔体在模腔中构成辐射状活动，在发泡注塑中应留意防止这种现象的呈现。

（4 ）模具温度

模具温度对制品的外表光洁度、表层的厚度、出产周期等均有影响，模具温度高，制品的外表光洁度高、表层较薄，但出产周期较长；在其他条件相同的状况下，熔体的等温充模和不等温充模对气泡的构成有较大的影响，不等温充模时熔体发泡发作的气泡的数量要比等温充模时发作的气泡少，熔体充模后，其间心部位发作的气泡较多。

三、使用

发泡塑料因为有气泡的存在，因而具有密度低、比强高、能吸收冲击载荷、隔热、吸音及机械加工功能长处， 其使用范围非常广泛，特别关于大型的厚壁制品，如汽车配件、家用电器的外壳、塑料板材等。发泡注塑能够节约资料，下降本钱，因而，现已遭到广阔厂商的欢迎。