微孔发泡成型属于物理发泡法。常规泡沫塑料的泡孔直径一般大于50μm，泡孔密度（单位体积内泡孔的数量）小于106个/cm3。这些大尺寸的泡孔受力时常常成为初始裂纹的发源地，降低了材料的力学性能。为了降低材料成本而不降低力学性能，20世纪80年代初期，美国麻省理工大学（MIT）的学者以CO2、N2等气体作为发泡剂研制出泡孔直径为微米级的泡沫塑料，并将泡孔直径为1～10μm，泡孔密度为109～1012个/cm3的泡沫塑料定义为微孔塑料。
注射成型是微孔塑料制品的主要成型方法之一。塑料原料加入注射机的机筒后，在螺杆剪切力及加热圈外加热作用下塑化，发泡剂直接注入注射螺杆熔融段末端与熔体均匀混合，然后高压高速注入型腔。在型腔内突然降压，使熔体中大量的过饱和气体离析出来，发泡、膨胀、成型、定型形成微孔塑料制品。另外，也可以采用改变温度的方法形成泡核，与改变压力法相比，比较容易控制，但对于气体溶解度对温度不敏感的塑料不适用。
1.微孔塑料注射成型对设备的要求
开发微孔塑料注射技术难度比较大，因为和常规泡沫塑料相比，泡孔的尺寸要小得多，要想得到理想的微孔塑料制品，必须保证对进入机筒熔体中的超临界流体精确计量，要求塑料熔体必须充分混合、均化、分散形成均相混合体，保证熔体中的成核点必须多于109个/cm3，并及时控制成核气泡的膨胀等，这对设备本身及注射工艺参数的要求都非常高。国外一些注射机生产商已成功开发出微孔塑料注射机，如美国Trexel公司、德国Arburg公司、奥地利Engel公司等。目前还有Mila-cron、Husky、Battenfeld等公司正在加紧发展自己的微孔塑料注射成型设备。国内华南理工大学从1995年开始研究微孔塑料，在理论上取得了一定进展，并已在实验室制备出多种型号的微孔塑料。随后其他高校也相继进行了微孔塑料的研究，但离微孔塑料的产业化还有一段距离。
2.微孔塑料注射成型工艺
（1）树脂熔融阶段 从料斗加入的树脂在专用机筒中熔融塑化。
（2）超临界气体（Super Critical Find，SCF）注入、混合和扩散阶段SCF发生装置在机筒的特定位置通过喷射器注入超临界气体，与树脂熔体均匀混合，形成单相熔融物。聚合物中大量的成核点形成泡沫气室。
（3）注射阶段 将树脂熔体注入模具，随着模具内压力的降低以及时间的延长，熔体内的超临界气体尺寸慢慢增大。
（4）发泡阶段 发泡阶段可分为气体在压力下降的情况下形成气核、气核在精确的温度和压力控制下长大成气泡和当气泡长大到一定尺寸时冷却定型三个步骤。(www.xing528.com)
成功的微孔发泡注射成型均会经历上述4个阶段，其中聚合物熔体和超临界气体所形成的单相熔融物的温度和压力必须精确控制，以防止该熔融物预先发泡。泡沫微孔的成核、增大、注射时的凝结过程以及微孔的最终尺寸和形状取决于注射成型的工艺条件。
3.影响微孔塑料注射成型的工艺因素
影响微孔塑料制品质量和产量的主要因素有原材料、成型工艺和成型设备。当原材料和成型设备确定后，成型工艺参数的控制将是微孔塑料制品成型的决定因素。微孔塑料注射成型的主要工艺参数是压力、温度和时间。压力包括注射压力、背压与型腔压力；温度包括机筒温度、熔体温度和模具温度；时间是指注射时间，一般用注射速度来表征。
（1）注射压力、背压及型腔压力 塑料熔体中所溶解的气体能否离析出来形成气泡，气泡能否膨胀，这些都与气体在熔体中的溶解度及所受的压力有关。通过定量地控制压力（或温度）的改变使塑料体系中的气体呈过饱和状态，从而在很短时间内形成大量的气泡核。注射压力主要用来压送塑料熔体以要求的速度充模，将压力能转化为速度能，并克服塑料熔体在通过喷嘴、流道系统及型腔时遇到的摩擦阻力。同时，它直接影响气体在熔体中的溶解量。为了使微孔塑料制品泡孔均匀细密，应防止含有发泡剂的塑料熔体提前在机筒中发泡，还应保证气体在塑料熔体中的完全溶解状态。为此，背压必须大于气体在熔体中发泡膨胀的临界压力。当塑料熔体被高速注入模具的型腔时，型腔中原有的气体会产生反压，因此模具必须具有可控的排气系统。在注射发泡过程中，型腔压力是变化的，其最大值出现在充模期，随后逐渐下降。可通过对型腔排气的控制，达到控制型腔压力的目的。
（2）机筒温度、熔体温度和模具温度 机筒沿轴向的温度分布应尽快使塑料熔融，第一段加热装置因靠近加料口和螺杆支承，温度不宜太高。储料段温度也不宜过高，因为它直接影响熔体的出口温度。故此段温度应根据微孔发泡成型的需要精确控制。熔体温度即机筒中塑料熔体在出口处的温度。提高熔体温度有利于气泡的膨胀，但如果熔体温度太高，不仅会导致塑料分解，而且熔体粘度下降、表面张力下降、气泡容易破裂，致使泡内气体散逸，发泡倍数下降。此外，熔体温度过高会增加冷却系统的负担，增加冷却时间及能耗；但熔体温度过低会使高速注入模具的塑料熔体的应力松弛速度减慢，气体的离析速度减慢。同时熔体温度低，粘度高、膨胀阻力增大，造成气体扩散速度下降等。为此必须严格控制熔体温度至一个适当值。在其他条件相同的情况下，熔体的等温充模和不等温充模对气泡形成的数量有很大的影响。不等温充模所形成的泡孔数量比等温充模要少。在实际成型过程中，常采用加热模具并用温控的办法来控制气泡大小及其分布。
温度对微孔塑料发泡成型及固化定型至关重要。气泡长大和成型控制直接影响到微孔塑料的性能。注射成型中采用改变温度来控制成核及气泡长大，这对于成型定型十分有利。成型过程中必须有效地抑制泡孔的合并，以保证泡孔密度，防止气体过分损失，进而确保微孔塑料独特的微观结构，得到性能优越的微孔塑料。
（3）注射时间和注射速度 为了获得泡孔大小和分布均匀的微孔塑料制品，塑料熔体应以高速充模，使熔体全部进入型腔后再同时开始发泡膨胀，一般充模时间在1s以内。注射速度即塑料熔体压注入型腔的速度，注射速度对发泡制品的泡孔分布、发泡倍数及表面质量都有较大影响。为提高注射速度，一方面应提高注射压力，另一方面应减少熔体流入型腔所遇到的各种压力损耗。而喷嘴的结构，流道和型腔的结构及几何参数等都是影响流动阻力的重要因素。
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