特種工程塑料超臨界發(fā)泡原理

???????? 材料泡沫化是降低其密度，擴(kuò)展其功能化運(yùn)用的重要途徑。泡沫材料有著重量輕、防熱、吸音、抗振、比強(qiáng)度高、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉等特性，廣泛運(yùn)用于生活用品包裝、體育器械、醫(yī)用設(shè)備零部件、汽車制造業(yè)及其建筑等行業(yè)。針對(duì)泡沫塑料來講，現(xiàn)階段大多數(shù)研究及工業(yè)化產(chǎn)品主要的聚焦于通用塑料，但在一些復(fù)雜性情況或極端情況下，通用塑料的功能有限，需用高性能塑料來實(shí)現(xiàn)較高的應(yīng)用要求。超臨界流體發(fā)泡技術(shù)是近20年迅速進(jìn)步起來的制作微孔塑料的高效方法。獲得的微孔塑料泡孔尺寸更小、泡孔密度高、全面性能也更加出色，而且，超臨界流體發(fā)泡成型方法多樣化，適用高溫熔融溫度聚物的發(fā)泡。因而，該技術(shù)為特種工程塑料泡沫的制作帶來了有效途徑。

超臨界流體微孔發(fā)泡原理

溫度及壓力均處在臨界點(diǎn)以上的液體稱作超臨界流體(簡稱為SCF)。超臨界流體的特性特有，密度、擴(kuò)散系數(shù)、溶劑化功能等特性隨溫度和壓力變化非常敏感。其黏度和擴(kuò)散系數(shù)均更貼近氣體，而密度和溶劑化功能均更貼近液體。超臨界流體微孔發(fā)泡的基本原理是利用氣體在聚合物中的溶解度對(duì)壓力和溫度的依賴關(guān)系，使經(jīng)過超臨界流體過飽和后的聚合物混合體系在冷卻流程中，進(jìn)到熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，誘導(dǎo)氣核產(chǎn)生，進(jìn)而獲得微孔結(jié)構(gòu)。其發(fā)泡流程可以分成4個(gè)環(huán)節(jié)，分別為：

（1）使超臨界流體進(jìn)到聚合物基體中，實(shí)現(xiàn)飽和狀態(tài)，產(chǎn)生聚合物/氣體均相體系;

（2）溫度驟升或壓力急劇下降使均相體系內(nèi)的氣體實(shí)現(xiàn)過飽和狀態(tài)，即熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，進(jìn)而產(chǎn)生氣泡成核;

（3）氣體迅速擴(kuò)散入氣泡核中，泡孔漸漸成長;

（4）快速降溫，實(shí)現(xiàn)泡孔結(jié)構(gòu)的定型。

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