[科普中國]-注射發(fā)泡成型

注射發(fā)泡成型技術(shù)為一次性成型法，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，適于形狀復(fù)雜、尺寸要求較嚴(yán)格的泡沫塑料制品，同時也是生產(chǎn)結(jié)構(gòu)泡體的主要方法。該工藝主要用于聚苯乙烯、ABS、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、苯乙烯一丙烯酸共聚物、尼龍等品種，制品主要有輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料、工業(yè)制品，如用于冷藏箱、集裝箱、線軸、容器、絕緣材料、隔音材料、隔熱制品、家具、建材和仿木制品等。

簡介注射發(fā)泡成型方法，是在聚苯乙烯樹脂、丙烯腈-苯乙烯樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂等中，添加偶氮二異丁腈、氮等不活性氣體，以及丙烷、丁烷等作為發(fā)泡劑，加入到成型材料中，成型材料通過注射成型機(jī)的加熱料筒熔融，注入到模具內(nèi)，得到發(fā)泡制品。注射發(fā)泡成型與一般注射成型方法不同，它是通過壓力控制，使加熱料筒中的成型材料不發(fā)泡，加熱料筒中的熔融成型材料，向常壓狀態(tài)下的模具中注射，注射出的發(fā)泡成型材料，通過自身發(fā)泡的膨脹力，充滿模具型腔，得到發(fā)泡成型制品。因此，注射發(fā)泡成型對模具不需要大的注射壓力，不需要非常堅(jiān)固的模具。1

特點(diǎn)注射發(fā)泡成型的特點(diǎn)如下：

①成型制品的密度為0.2～1.g.cm3；

②可生產(chǎn)厚壁制品；

③能夠得到高密度表層和低

密度芯部的發(fā)泡制品；

④可制作制品表面呈木紋狀、大理石狀花紋的發(fā)泡制品；

⑤比木材吸水率??；

⑥制品質(zhì)輕，價格低廉；

⑦能夠制成各種顏色的制品。

注射發(fā)泡成型，主要生產(chǎn)家具類、日用雜品類、工業(yè)零部件等。

分類1、低壓法

低壓法是在模具型腔中注入型腔容量60%～80%含有發(fā)泡劑的塑料熔體，由其膨脹充滿型腔，冷卻定型而制得發(fā)泡制品。該過程中模具一直處于較低壓力(一般為1.4MPa～4MPa)狀態(tài)，故稱低壓法。此種成型工藝的典型方法有美國碳化物公司的UCC法德國的TSG法和日本的SSF法及其他改進(jìn)的方法。2

2、高壓法

為克服低壓發(fā)泡成型的缺點(diǎn)而發(fā)展了高壓法。高壓法的原理是讓熔體充滿模腔，待其形成不發(fā)泡皮層后，迅速增大模腔容積或抽出型腔中的部分熔體，從而建立發(fā)泡條件使芯部仍處于高溫的熔體實(shí)現(xiàn)發(fā)泡，冷卻定型后制得表面光潔的結(jié)構(gòu)泡沫制品。由于注射充模時，熔體所受的壓力比低壓法高得多(約IOOMPa)，故稱為高壓法。

工藝設(shè)備注射發(fā)泡成型工藝主要設(shè)備是注塑機(jī)，由塑化注射裝置、鎖模裝置和傳動裝置等部分組成。下圖示出的是直接將N2注入塑化料筒的低壓法(模腔壓力較低)注射發(fā)泡成型裝置。

下圖為高壓(模腔壓力較高)注射發(fā)泡成型裝置。

注射發(fā)泡工藝主要是根據(jù)原料性能、成型設(shè)備結(jié)構(gòu)和制品的使用要求來確定工藝條件，工藝過程包括原料配制、喂料、加熱塑化、計(jì)量、閉模、注射、發(fā)泡、冷卻定型、開模頂出制品及后處理等步驟。

工藝原理聚合物及各種助劑(含化學(xué)發(fā)泡劑)混合均勻后加入注射機(jī)的塑化料筒，加熱塑化并進(jìn)一步混合均勻。若用物理發(fā)泡劑，則發(fā)泡劑直接注入塑化段末混合均勻。然后高壓高速注入模腔。塑料熔體進(jìn)入模腔后因突然降壓，使熔體中形成大量過飽和氣體而離析出來，形成大量氣泡。泡體在模腔中膨脹并冷卻定型，最后打開模腔即可取出泡沫制品。

主要工藝參數(shù)(1)壓力：包括注射壓力、背壓和模腔壓力。

(2)溫度：包括料筒溫度和模具溫度。

(3)注射速度：應(yīng)全速注射，一般控制在零點(diǎn)幾秒。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張磊 - 副教授 - 西南大學(xué)