微孔塑料挤出成型的原理与特点详解

微孔成型技术用于挤出时，需要对挤出机的螺杆和机筒进行改造，并配置SCF输送系统、SCF注射器等装置；同时要合理设计机头流道结构，机头结构应使连续通过机头流道的熔体保持足够的压力，将SCF发泡剂保存在单相溶液中，不提前析出发泡；当单相溶液流经机头流道后能产生足够的压力降速率，以达到很高的成核速率。

1.微孔塑料挤出原理

与微孔塑料注射成型不同，微孔塑料挤出成型不再是间歇式生产，而是连续式生产。间歇式生产的主要缺点在于产品的生产速率低，原因是由于气体必须扩散到塑料熔体中，并形成气体-塑料的单相溶液，而气体在塑料熔体中的扩散速率较缓慢则影响了生产效率。在连续的微孔挤出工艺中，采用高压力降活塞或正位移气体泵，将高压CO₂气体在大于20.7MPa的压力下注入挤出机机筒的计量段，当螺杆刮擦机筒时，气体流被截断并在挤出机机筒内形成大的气泡，由于螺杆旋转运动诱导气体-塑料混合物两相间产生剪切变形，使机筒里的泡孔被拉伸，泡孔变得不稳定并破裂，形成许多小泡孔，小泡孔继续被剪切变形拉伸得到进一步的细分，这样注入的气体就可以被迅速扩散到塑料熔体中。当气体通过扩散，在熔融塑料中均匀分布时，受螺杆的推压作用流过挤出机头窄小的孔道时，会产生压力降而使压力突然变小，从而导致热力学状态的变化，发生气泡成核作用，最终获得微孔发泡挤出成型制品。

挤出成型时，泡孔密度是压力降和压力降速率的函数。在泡孔成核阶段，如果泡孔不是瞬时成核，泡孔成核和泡孔生长之间会发生气体竞争，当一些泡孔先成核时，溶液中的气体会扩散到成核泡孔中，该稳定核附近就会产生低气体浓度区域，使泡孔成核难以发生。随着聚合物溶液压力进一步下降，气体扩散导致体系中产生更多的泡孔成核，已存在的泡孔随之膨胀。若压力降速率足够大，就能形成较强的泡孔成核作用，从而获得较均匀的泡孔分布。在微孔挤出加工中，泡孔成核速率必须比传统发泡过程大6～10个数量级，才能保持泡孔成核和生长间的相互竞争，否则难以获得泡孔尺寸小且均匀的微孔发泡挤出制品。

2.微孔塑料挤出成型的特点

微孔塑料挤出成型工艺可以生产各种片材、型材和涂层材料。其成型特点如下：(www.xing528.com)

1）微孔塑料生产的片材、型材的尺寸稳定性高。由于微孔塑料中的微孔结构稳定性和均匀性好，微孔能抵抗塌陷，而且在发泡过程中几乎不发生伸长，不易发生尺寸变化。

2）与不发泡制品相比，制品减重明显，降低了生产成本。

3）使用的发泡剂为低成本的二氧化碳或氮气，不需要添加成核剂等助剂，也不需要使用反应性组分（如化学发泡剂）或粘弹性改性剂。

4）因微孔塑料的泡孔尺寸小，使得微孔挤出制品的外观与不发泡材料类似。

5）由于微孔结构的稳定性和均匀性，型材还能采用其他的成型技术，如将管状型材吹塑成中空制品。