必看干货！塑料常用发泡剂详细介绍

所谓发泡剂就是使对象物质成孔的物，它可分为化学发泡剂和物理发泡剂和表面活性剂三大类。今天我们就来简单介绍一下常用的几种物理发泡剂和化学发泡剂，以及塑料形成的四个阶段。

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物理发泡剂物理发泡剂就是泡沫细孔是通过某一种物质的物理形态的变化，即通过压缩气体的膨胀、液体的挥发或固体的溶解而形成的常用的挥发性发泡剂。
品种有：含5～7个碳的脂肪烃；卤代烃；低沸点的醇，醚、酮和芳烃。通常应用物理发泡剂的工程塑料主要有ABS和酚醛树脂等。
二氧化碳发泡剂

一种是异氰酸酯和水反应生成二氧化碳（水发泡）作为发泡剂，另一种是液体二氧化碳。
目前主要用于对绝热性要求不高的供热管道保温、包装泡沫塑料和农用泡沫塑料等领域。
液体二氧化碳发泡优缺点与水发泡相同，目前主要用于聚氨酯软泡。
氢化氟氯烃（HCFC）发泡剂
分子中含有氢，化学特性不稳定，比较容易分解。
目前商业上可以替代CFC-11最成熟的产品为HCFC-14LB，它与多元醇和异氰酸酯的相溶性好。
在不增加设备的条件下可以直接用HCFC-14LB代替CFC-11 。
在达到同样密度和相近的物理特性泡沫体时用量要少于CFC-11 。

烃类发泡剂

用于聚氨酯发泡剂的烃类化合物主要是环戊烷，特别是环戊烷的硬泡体系具有导热系数较低和抗老化性能，ODP值为零等优点，常被用于冰箱、冷库和建筑的隔热保温等领域，已经成为我国硬泡CFC-11替代品的首选。

氢化氟烷烃（HFC）发泡剂

HFC类化合物ODP值为零，在软质PU泡沫生产中是CFC-11理想的替代产品。
早期的HFC类发泡剂主要是HFC-134A和HFC-152A，这两种发泡剂具有低分子量和低沸点，达到相同密度和相近物理特性泡沫体时，用量比CFC-11用量少，并且性能比较稳定。
但是它们的缺陷在于导热系数比较高，且在一般多元醇中的溶解度较低，加工含有HFC-134A和HFC-152A的组合聚醚相对比较困难，另外需要发泡设备以满足加工要求。

化学发泡剂化学发泡剂又称分解性发泡剂。
化学发泡剂是那些经加热分解后能释放出二氧化碳和氮气等气体，并在聚合物组成中形成细孔的化合物它们能均匀地分散于树脂中，受热分解，可产生至少一种气体。
可分为无机发泡剂和有机发泡剂两类。有机发泡剂是塑料中使用的主要发泡剂，主要是偶氮类、亚硝基类和磺酰肼类。
另外还有一些发泡剂组成物，其发泡气体是通过两个组分间的吸热反应而释放出来的。
偶氮类

桔黄色结晶粉末，相对分子质量116.1，相对密度1.65，细度（200目通过）≥99.5%，水分≤0.1%，灰分≤0.1% 。
溶于碱，不溶于醇、汽油、苯、吡啶等一般有机溶剂，难溶于水。
分解温度190～205℃，不易燃。
发气量为200～300ml/g，主要是氮气、一氧化碳和少量二氧化碳。
室温贮存稳定，有自熄性，但在120℃以上时因分解产生大量气体，在密闭容器中易发生爆炸。
用途：适用于PE、PVC、PS、PP、ABS等。其分解产物无毒、无臭、不污染，可以制得纯白的泡沫体。
分解温度高，产生的气泡均匀、致密。
适用于闭孔泡沫体、常压或加压发泡体，厚的或薄的发泡体等各种发泡制品。如PVC和增塑糊发泡体，聚烯烃的压延和模塑发泡体，发泡人造革等。

偶氮二异丁腈

白色结晶粉末，相对密度1.1，挥发分1%，甲醇不溶物0.1%，熔点>99℃ 。
溶于甲醇、乙醇、丙醇、乙醚、石油醚等有机溶剂，不溶于水。
分解温度98～110℃，放出氮气，发气量130～155ml/g 。
室温下缓慢分解，30℃下贮存数月后显著变质，应在10℃以下存放。
用途：特别适用于PVC，还可用于环氧树脂、PS、酚醛树脂及橡胶等。
分解发热量低，约125.6～167.5J/mol，故使用量高达40%也不致使制品烧焦，可制得洁白制品。
分解温度低，可用于普通的PVC糊。
毒性较大，这大大限制了其应用。
近年来，其作为发泡剂应用已日渐缩小，主要用作聚合引发剂。

【必看干货！塑料常用发泡剂详细介绍】偶氮二甲酸二异丙酯

橙色油状液体，相对分子质量202，凝固点2.4℃，沸点75.5℃(33.31Pa)，单独加热时，240℃下仍然稳定。
使用铅盐、有机锡化合物、镉皂和锌皂等热稳定剂可以使其活化，降低分解温度。
在100～200℃内的发气量为200～350ml/g 。
溶于常见的增塑剂。
用途：液体发泡剂，适用于PE、PP、PVC等。
在塑料中易分散，泡孔结构均匀致密，分解产物无臭、无毒、无色、不污染，可以制造色泽极浅的泡沫塑料。
调整配方和加工条件，可制得闭孔或开孔泡沫体。

塑料泡沫的形成阶段

第一阶段，发泡剂必须完全均匀地分散在聚合物内，聚合物通常呈液体或熔融态。发泡剂此时在聚合物中可以形成真正的溶液，或者仅仅是均匀地分散在聚合物中，形成二相系统。
第二阶段，大量单个的气泡形成后，该系统即转变成一个气体分散在液体中的系统了。此时往往要加入核化剂，以促进大量小气泡形成。核化剂一般是极细的惰性颗粒，它们为新气相的形成提供部位。
第三阶段，最初形成的泡孔在不断涨大，这是因为有更多的气体扩散并透过聚合物进入了泡孔。如果这段时间够长，则单个的泡孔就将互相接触。假如隔开单个泡孔的壁破裂，那么，通过这种聚结方式，就会形成更大些的泡孔。如果主要是通过泡孔互连而形成的泡沫，则称之为开孔式泡沫。如果是由互不相连的泡孔形成的泡沫，就叫闭孔式泡沫。如果允许泡孔聚结无限制地进行下去，那么泡沫就会塌陷，这是因为气体全部自动地与聚合物分离开了。
第四阶段，当聚合物粘度增加，泡孔不能再增长时，泡沫就会稳定住。采用冷却、交联或其它方法都可以增加聚合物粘度。发泡过程的后三个阶段，从时间来看，则可短至几分之一秒，最长也不会超过几秒钟。泡沫的形成，要求聚合物呈液态。为此，可通过加热溶解或塑化聚合物。