泡沫塑料是一種含有大量氣體微孔并均勻分散在固體塑料中形成的一類高分子材料。它具有質(zhì)量輕、隔熱、吸音、減震等特性，用途十分廣泛。幾乎各種樹脂都能被制成泡沫塑料。泡沫塑料的制造工藝被稱為發(fā)泡成型工藝，也叫作泡沫塑料成型。

泡沫塑料制品種類較多，可以有不同的分類方法。

①按發(fā)泡氣孔結(jié)構(gòu)分? 有開孔和閉孔泡沫塑料之分，開孔泡沫塑料是指泡孔與泡孔之間時相互連通的，因此，它具有很高的吸水能力，常被用作吸音和緩沖減震材料；閉孔泡沫塑料因其每一個孔都是獨(dú)立的，互不連通，故吸水性極小，具有極佳的保溫性能。

②按軟硬程度分? 制品的彈性模量小于70MPa，壓縮硬度很小，富有柔韌性，應(yīng)當(dāng)力接觸后能恢復(fù)原狀，殘余變形很小的稱之為軟質(zhì)泡沫塑料；同樣條件下彈性模量高于700MPa，無柔韌性，壓縮硬度大，應(yīng)力必須達(dá)到相當(dāng)值方產(chǎn)生變形，而應(yīng)力接觸后不能恢復(fù)原狀的被叫做硬質(zhì)泡沫塑料；彈性模量在70~700MPa，性質(zhì)而在上兩者之間的就是半硬質(zhì)泡沫塑料。

③按制品密度分：密度＞0.4/cm3???????? 低發(fā)泡；

密度＝0.1~0.4g/cm3??? 中發(fā)泡；

密度＜0.1g/cm3??????? 高發(fā)泡。

④也可按發(fā)泡率（發(fā)泡后比發(fā)泡前體積增大的倍數(shù)）分：發(fā)泡率大于5，則為高發(fā)泡；小于5就屬于中/低發(fā)泡。

泡沫塑料的發(fā)泡方法有機(jī)械法泡發(fā)、物理發(fā)泡法以及化學(xué)發(fā)泡法等。

①機(jī)械發(fā)泡法（又稱氣體混合法）? 用強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌將空氣卷入樹脂的乳液、懸浮液或溶液中，使其成為均勻的泡沫物，而后再經(jīng)過物理或化學(xué)變化使之穩(wěn)定成為泡沫塑料。脲甲醛、聚乙烯醇縮甲醛、聚醋酸乙烯等樹脂常被用于機(jī)械發(fā)泡工藝。

②物理發(fā)泡法? 利用物理學(xué)原理而實(shí)施的一種大炮方法。其基本方法是把惰性氣體/或低沸點(diǎn)液體壓入聚合物熔體或糊狀料中，通過加溫、減壓等方式在熔體中析出并長大形成氣泡或低熔點(diǎn)液體被蒸發(fā)氣化形成氣泡的方法。

③化學(xué)發(fā)泡法? 化學(xué)發(fā)泡是在發(fā)泡過程中伴隨著化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體而發(fā)泡，包括兩種類型的機(jī)理：其一：采用熱分解型發(fā)泡劑受熱分解產(chǎn)生氣體而發(fā)泡；其二：利用發(fā)泡體系中的兩個或多個組分之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，生成惰性氣體（如二氧化碳或氮?dú)獾龋┲率咕酆衔锱蛎浂l(fā)泡。

在實(shí)際的應(yīng)用中，化學(xué)發(fā)泡工藝是目前行業(yè)中使用頻率較多的方法。以下篇幅我們就針對化學(xué)發(fā)泡法、通過實(shí)例來了解發(fā)泡工藝的實(shí)際應(yīng)用以及與顏料有關(guān)的問題。

6.1聚乙烯泡沫塑料

（1）一步法工藝

在室溫下將物料混合，然后在兩輥開煉機(jī)上進(jìn)行混煉、控制混煉溫度處于樹脂熔點(diǎn)溫度與交聯(lián)劑及發(fā)泡劑的分解溫度之間（110~120℃），混煉完成后按照模具大小出片，出片厚度約1mm，片材稱量裁切后放入模具，加熱至160℃以上（發(fā)泡劑分解溫度），在7.12~10.78MPa壓力下保持6~8min,確保交聯(lián)反應(yīng)完成，發(fā)泡劑分解完全后快速解除壓力開模，使物料瞬間膨脹彈出，完成發(fā)泡。

一步法工藝制成的泡沫塑料制品發(fā)泡倍率不高，一般在3~15倍。

（2）兩步法工藝

在一步法開練完成的基礎(chǔ)上，將塑煉好的片材在模具內(nèi)進(jìn)行模壓，控制溫度在150℃，依據(jù)片材厚度設(shè)置發(fā)泡時間，通常我30min左右，去除壓力開模，完成初發(fā)泡，此時材料密度約為0.098g/cm3，且尚有70%的發(fā)泡劑分解；即刻趁熱將初發(fā)泡料置于165℃的油浴中加熱并保持20min，經(jīng)二次發(fā)泡后，材料的密度將進(jìn)一步降低，不過仍有約7%的發(fā)泡劑還未分解，將發(fā)泡料從油浴中取出，在室溫下慢慢冷卻，余下的發(fā)泡劑會繼續(xù)分解，10min后發(fā)泡完成。最終制品的泡孔細(xì)密均勻，制品密度約為0.027g/cm3。

兩步法可得發(fā)泡倍率為30倍的PE泡沫塑料。

（3）注射發(fā)泡工藝

運(yùn)動鞋的制作就是典型的注射發(fā)泡工藝示例。一步法發(fā)泡成型，簡化加工操作，杜絕邊角產(chǎn)生；同時運(yùn)用自動化多模旋轉(zhuǎn)機(jī)械，大大提高生產(chǎn)效率。

 

6.2聚氨酯泡沫塑料

聚氨酯泡沫塑料加工工藝是以多元醇（聚醚或聚酯型）和二異氰酸酯為原料，加入催化劑（包括交聯(lián)催化劑、發(fā)泡催化劑）、發(fā)泡劑（化學(xué)發(fā)泡劑、外發(fā)泡劑）、泡沫穩(wěn)定劑等，經(jīng)過混合攪拌發(fā)泡后熟化而成。主要發(fā)泡氣體為異氰酸酯與水反應(yīng)形成二氧化碳。

根據(jù)原理和配方的不同分為軟質(zhì)、半硬質(zhì)和硬質(zhì)泡沫塑料制品。

軟質(zhì)泡沫塑料所用的聚醚或聚酯都是線型或稍帶支鏈的長鏈分子，每個大分子帶有2~3個羥基，分子量為2000~4000.軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的主要用途有家具襯墊、車用墊材、地毯底襯、吸聲材料、運(yùn)動地墊/護(hù)墊、床墊和儀器儀表的包裝材料等。

硬質(zhì)泡沫塑料的聚醚或聚酯分子量較小，具有支鏈結(jié)構(gòu)，官能度3~8。硬質(zhì)泡沫塑料制品常用作冰箱、冷庫、石油管道、建筑等的隔熱保溫材料等。

按發(fā)泡方法分類有：塊狀、模塑和噴涂聚氨酯泡沫塑料。

聚酯型聚氨酯泡沫塑料制品各項(xiàng)性能優(yōu)良，價格偏高；聚醚型價格相對低些，市場應(yīng)用較普遍。

顏料應(yīng)用于發(fā)泡成型工藝時需要注意分散性、耐熱性、著色力、耐遷移性、耐化學(xué)品性、安全性等。

①分散性? 發(fā)泡塑料泡孔細(xì)密均勻，尤其是閉孔泡沫制品。配方中的固體顆粒物質(zhì)如果分散效果不佳，有較粗大顆粒存在的話，就會引起產(chǎn)生異常大泡孔而影響制品的質(zhì)量。因此，用于泡沫塑料制品的顏料需要具有良好的分散性。

②耐熱性? 就發(fā)泡溫度而言，在所有的塑料加工中并不算很高，但是，發(fā)泡環(huán)節(jié)耗時較長（高發(fā)泡需160℃、30min）,所以，顏料所需要承受的高溫時間也相應(yīng)較長，沒有一定的耐溫性能就不能完全符合加工工藝的要求。

③著色力? 泡沫塑料由于有細(xì)密氣泡的存在而具有極強(qiáng)的消色作用，這就是泡沫塑料制品尤其是高倍率發(fā)泡制品鮮見具有鮮艷色澤的深色制品的主要原因。因此，著色力高的顏料產(chǎn)品能都很好地幫助提升發(fā)泡制品的色彩性能。

④耐遷移性? 泡沫塑料被廣泛用于運(yùn)動地墊、護(hù)墊、運(yùn)動鞋。以及沙灘鞋等具有鮮艷色彩需求的領(lǐng)域，而這些制品往往都有相拼色。因此，必須保持各個顏色的界限清晰，沒有串色和相互沾污的現(xiàn)象。這就要求所用的顏料必須具有良好的耐遷移性能。

⑤耐化學(xué)品性? 發(fā)泡工藝中使用許多化學(xué)添加劑，因此，需要保證顏料與這些添加劑不具有反應(yīng)的可能；有些泡沫片材需要多層黏合，其一，黏合前需用溶劑清潔黏合面；其次，還需要接觸粘合劑，顏料也必須能夠確保不與這些化學(xué)制劑發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)然制品在應(yīng)用中的清洗也是應(yīng)該考慮的因素。

⑥安全性? 泡沫塑料制品中奈爾與人體接觸的產(chǎn)品入鞋，運(yùn)動地墊/護(hù)墊，以及玩具等，所有相關(guān)的原材料都應(yīng)遵守各自相應(yīng)的產(chǎn)品安全法規(guī)和指令。