泡沫体中泡孔尺寸、形状、结构及泡沫密度等参数都会直接影响泡沫体的性能,设计不同配方料、选择成型工艺及工艺条件都需要将泡沫体中泡孔的各项参数控制在预定的范围内,以保证制品性能达到理想的指标。
1.泡孔形状
泡沫塑料中正常的泡孔形状为接近于球状多面体,如高发泡低密度塑料大多为五边形构成的十二面体,也共存着四边形或六边形多面体。对低密度开孔型泡沫体一般为三曲线的三角形柱体泡孔,对结构泡沫塑料芯层为球状泡孔,距皮层越近,泡孔越大,接近皮层的泡孔会变形、塌陷变成实体结构。不同形状泡孔可影响泡沫体的物性,如在加工过程中泡孔发生变形,从球状体变成椭圆形或细长形,泡壁沿膨胀方向拉长,则泡沫体呈异向性,沿拉伸方向拉伸强度大,压缩应力比和模量比增大,而垂直取向方向的力学性能差,且两者差距很大。
2.泡孔尺寸
泡孔尺寸大小是影响泡沫塑料压缩性能的重要因素之一。各种原料配方及成型工艺可加工出不同泡孔尺寸的泡沫料。泡孔尺寸常用单位长度内的泡孔数量或平均泡孔直径来表示。对非球孔,则以泡孔投影的最大尺寸平均值来表示。一般可用光谱显微镜测量。
如密度为32kg/m3的PU泡沫塑料,平均泡径为0.25~2.5mm;密度为60kg/m3的泡沫体,平均泡径为0.01~0.1mm。泡孔尺寸存在取向性,泡沫增长主方向尺寸大于横向尺寸。泡孔尺寸小,抗压缩性能好,在压缩负荷下,内外层变形均匀,吸收压缩能量大,抗冲击与防振性好,吸水率小,密度大。(www.xing528.com)
3.泡孔结构
泡沫体中泡孔结构形式很多,但按泡孔开闭形式可分为开孔结构和闭孔结构两种。开孔结构是指泡孔之间互相连通的泡孔,闭孔结构是指各孔各自封闭,互不相通的结构。开孔结构泡沫体压缩强度低,吸水率大,耐热及隔热性差,隔声性好,漂浮性差。
但在泡沫体中通常是开孔与闭孔结构并存的,如开孔结构的比例大,则称其为开孔性泡沫体,反之称为闭孔泡沫体。可用空气密度计来检测泡沫体内开孔及泡孔连通的程度,并用开孔系数(或开孔率)来表示。一般软质泡沫体以开孔结构为主,硬质泡沫体以闭孔结构为主。
4.发泡倍率
发泡倍率是指泡沫体气相与固相体积之比(或以物料粒径的增大倍数计),它直接决定了泡沫体的密度大小及发泡程度。例如,高发泡低密度泡沫体,其发泡倍率>9,密度为0.1g/cm3以下;低发泡高密度泡沫体,发泡倍率<1.5,密度为0.4g/cm3以上。发泡倍率决定于原料品种、配方及成型工艺和成型条件。随着倍率的增大,泡沫体的强度、耐热性和耐蚀性都会下降,而成型收缩率增大。
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