泡沫塑料法规、工艺和产品技术与发展

1 从工艺和产品到性能和法规看聚合物泡沫的发展历史及发展趋势1

1.1 简介1

1.2 基础：科学实验室与中试5

1.3 技术：工艺与产品10

1.4 性能：性能与应用14

1.4.1 物理性能15

1.4.2 力学性能16

1.4.3 热性能17

1.4.4 声学性能19

1.5 法规：环境方面的法规和法规要求21

参考文献27

2 吸热型化学发泡剂、成核剂及发泡工艺的发展31

2.1 历史31

2.1.1 泡沫塑料是如何得到应用的31

2.1.2 成核剂和发泡剂32

2.2 物理发泡及其成核32

2.2.1 直接气体发泡挤出34

2.2.2 注射成型直接发泡37

2.3 化学发泡剂38

2.3.1 注射成型的发泡制品38

2.3.2 挤出42

2.3.3 其他发泡工艺46

2.4 结论47

2.5 常用缩写48

参考文献49

3 用CO2作发泡剂的挤出发泡52

3.1 简介52

3.2 CO2对聚合物熔体流变性能的影响52

3.2.1 含有发泡剂的熔体的剪切黏度的测量53

3.2.2 聚合物/发泡剂混合物黏度的计算54

3.2.3 含有CO2的聚合物熔体的流变性能56

3.3 流道几何形状对泡沫质量的影响58

3.4 芯棒支架对发泡片材厚度分布的影响60

3.4.1 熔体温度的影响62

3.4.2 机头温度的影响64

3.4.3 芯棒支架几何形状的影响65

3.5 挤出机头压力分布对泡沫结构的影响67

3.6 术语72

参考文献73

4 用物理发泡剂发泡的泡沫塑料注射成型工艺及其分析76

4.1 注射成型热塑性泡沫塑料的特性76

4.1.1 注射成型泡沫塑料工艺的优缺点76

4.1.2 化学发泡剂和物理发泡剂78

4.1.3 聚合物基体的性能80

4.1.4 成核和泡孔增长机理81

4.2 泡沫塑料注射成型工艺概念85

4.2.1 泡沫塑料注射成型工艺基础85

4.2.2 将发泡剂注入挤出机85

4.2.3 将发泡剂注入塑化装置86

4.2.4 将发泡剂注入专用发泡装置86

4.2.5 预浸渍发泡剂粒料的加工87

4.2.6 用专用喷嘴注射发泡剂88

4.3 泡沫塑料注射成型过程中工艺参数的实验研究89

4.3.1 用IKV发泡剂注射喷嘴进行的实验89

4.3.2 预浸渍发泡剂的聚碳酸酯的实验研究93

4.4 发泡注塑件表面质量的优化97

4.4.1 银纹的出现97

4.4.2 通过改进模具设计和工艺优化提高发泡注塑件表面质量的可能性100

4.4.3 “呼吸”型模具和气体反压工艺研究101

4.5 结论103

参考文献104

5 聚己内酯与PLA及其纳米复合材料的发泡106

5.1 简介106

5.2 用CO2和N2作发泡剂发泡PCL和PLA时的主要问题107

5.2.1 PCL的发泡107

5.2.2 PLA的发泡110

5.3 PCL和PLA的分子改性111

5.3.1 PCL的支化/交联111

5.3.2 PLA的扩链114

5.4 纳米复合材料116

5.4.1 PCL和PLA基纳米复合材料的流变性能、气体吸收性、传质现象和结晶行为116

5.4.2 PCL和PLA基纳米复合材料的发泡120

5.4.3 泡孔与纳米粒子的结晶成核作用122

5.5 结论125

参考文献125

6 聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料中纳米结构的形成及其发泡过程133

6.1 简介133

6.2 纳米结构的形成134

6.2.1 熔融插层134

6.2.2 有机改性层状硅酸盐填料(OMLFs)的层间结构和插层134

6.3 流动诱导的结构形成142

6.3.1 拉伸流动和应变诱导硬化142

6.4 发泡143

6.4.1 PP基纳米复合材料的发泡144

6.4.2 发泡的现场观察148

6.4.3 PLA基纳米复合材料的发泡150

6.4.4 泡孔结构与发泡温度的关系152

6.4.5 CO2的压力依赖性154

6.4.6 TEM分析156

6.4.7 聚碳酸酯基纳米复合材料泡沫157

6.4.8 纳米复合材料泡沫的力学性能159

6.4.9 纳米复合材料基多孔陶瓷材料160

6.5 结论与展望161

参考文献161

7 氮气高压釜工艺制备新型泡沫的发展166

7.1 简介166

7.2 简史166

7.3 氮气高压釜工艺167

7.3.1 原材料167

7.3.2 工艺概述168

7.3.3 第一步——片材挤出168

7.3.4 第二步——高压釜169

7.3.5 第三步——低压釜171

7.3.6 质量172

7.3.7 其他交联聚烯烃发泡工艺172

7.4 泡沫块技术173

7.5 半连续(辊)发泡工艺175

7.6 氮气高压釜交联聚烯烃发泡制品176

7.6.1 泡沫种类176

7.6.2 交联高密度聚乙烯泡沫177

7.6.3 交联茂金属聚乙烯泡沫177

7.6.4 市场和应用178

7.7 新型泡沫的发展179

7.7.1 ZOTEKFPVDF泡沫180

7.7.2 ZOTEKN聚酰胺(PA6)泡沫185

7.8 结论189

参考文献189

8 聚苯乙烯泡沫塑料及真空隔热保温板保温性能的改进191

8.1 真空隔热保温板简介191

8.2 PS的性能194

8.3 PS的发泡195

8.4 泡沫塑料的传热203

8.5 用PS泡沫作芯材的真空隔热保温板的热导率209

8.6 结论213

8.7 常用缩写213

8.8 术语214

参考文献215

《泡沫塑料法规、工艺和产品技术与发展》为泡沫塑料丛书之一。《泡沫塑料法规、工艺和产品技术与发展》第1章阐述了泡沫塑料从20世纪50年代诞生到21世纪全球化生产的发展进程和趋势。第2章论述了发泡剂的发展以及这项技术是如何转变成产业的。第3章和第4章分别论述了物理发泡剂在发泡挤出和注射成型工艺上的应用。第5章举例说明了可持续利用泡沫塑料开发的有趣工作。第6章提出了日本研究者开发的纳米复合材料泡沫塑料。第7章和第8章总结了新型泡沫塑料产品和能源安全泡沫塑料。《泡沫塑料法规、工艺和产品技术与发展》旨在为业界从业人员、研究者、大学教授和学生提供泡沫塑料发展的全面情况，使他们更积极地投身到这项已经发展起来的事业中，使其未来更加繁荣。【作者简介】译者：张玉霞 王向东 编者：（美国）李绍棠 （德国）迪特·肖尔茨