EPS泡沫顆粒的成型機(jī)理
信息來源于：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于：2022-02-21
EPS泡沫顆粒的成型機(jī)理：
1、氣泡核的形成
所謂氣泡核就是指原泡，也就是氣體分子最初聚集的地方。EPS發(fā)泡過程的初始階段是在EPS熔體或液體中形成大量的氣泡核，然后使氣泡核膨脹成發(fā)EPS泡沫顆粒。
在EPS的分子結(jié)構(gòu)中存在壓力為零的自由空間，不同的EPS具有不同大小的自由空間。有些EPS具有較大的自由空間，可以容納某些發(fā)泡劑的滲入。一般來說，要同時(shí)具備以上兩個(gè)條件才能形成氣泡核。
RNHacoard等提供了分子架理論的依據(jù)。以EPS為對象，研究了其分子結(jié)構(gòu)。從EPS的可壓縮性推斷出其分子架中存在著自由空間，其內(nèi)壓為零。溫度低于Tg時(shí)，自由空間約占13%。戊烷進(jìn)入這些空間的最大量為6.5%~8.5%。
ARingram和WrightHA去持上面的論點(diǎn)，他們用實(shí)驗(yàn)證明戊烷在PS中的飽和容量是8%~8.25%，這一數(shù)據(jù)與上面的推論很接近。
根據(jù)分子架理論，形成氣泡核必須注意滿足以下條件。
A、作為EPS泡沫顆?；w的聚合物，其分子架中應(yīng)用足夠量的自由空間，以供聚集足夠量的發(fā)泡劑，形成氣泡核。
B、發(fā)泡劑一般采用低沸點(diǎn)的有機(jī)液體，在一定條件下能滲入聚合物分子架的自由空間中，并受到較大的作用力，使其不易揮發(fā)散發(fā)。另外，還要求發(fā)泡劑的沸點(diǎn)必須低于聚合物的軟化點(diǎn)。因此，低沸點(diǎn)的有機(jī)液體雖然不少，但真正適宜做發(fā)泡劑的并不多。
C、聚集在聚合物分子架中的低沸點(diǎn)發(fā)泡劑，其分子在不停地進(jìn)行擴(kuò)散運(yùn)動。因此，含有低沸點(diǎn)發(fā)泡劑的聚合物不應(yīng)在大氣中久放。
2、氣泡的膨脹過程
氣泡增長的近似計(jì)算式：
R（t）=kDCoTn
式中R（t）––隨時(shí)間t變化的氣泡半徑；
T––時(shí)間；
D––氣體的擴(kuò)散系數(shù)；
Co–––氣體的初始溶液；
K–––修正系數(shù)（與聚合物粘度和彈性有關(guān)）
3、氣泡的穩(wěn)定和固化過程
任何一氣固或氣液相共存的體系，多數(shù)是不穩(wěn)定的。已經(jīng)形成的氣泡可以繼續(xù)膨脹，也可能合并、塌陷或破裂，這些可能性的實(shí)現(xiàn)主要取決于氣泡處的條件。
（1）固化辦法
為了防止氣泡破裂，一方面可以從提高熔體的粘彈性入手，使氣泡壁有足夠的強(qiáng)度，不易破裂。另一方面，控制膨脹速度，兼顧氣泡壁應(yīng)力松弛所需的時(shí)間。
（2）影響固化因素
熱塑性EPS泡沫顆粒的固化主要是通過冷卻來進(jìn)行的，冷卻也是影響固化速度主要因素。
為了使EPS泡沫顆粒的熱量通過各種傳熱途徑，散入周圍的空氣或冷卻介質(zhì)中。采用較多的是用空氣或冷卻介質(zhì)直接或間接冷卻EPS泡沫顆粒的表面。但是，由于EPS泡沫顆粒是熱的不良導(dǎo)體，冷卻時(shí)常常出現(xiàn)表層的EPS泡沫顆粒已被冷卻固化定型，芯部的溫度還很高的現(xiàn)象。這時(shí)如冷卻定型不夠，雖然皮層已固化定型，但是芯部的大量熱量會繼續(xù)外傳，使皮層的溫度回升，再加上芯部EPS泡沫顆粒的膨脹力，就可能使已定型，但是芯部的大量熱量會繼續(xù)外傳，使皮層的溫度回升，再加芯部EPS泡沫顆粒的膨脹力，就可能使已定型的EPS泡沫顆粒形狀變形或破壞。因此，發(fā)泡制品的冷卻固化需要有足夠的冷卻定型時(shí)間和冷卻效率來保證。但冷卻速度也不宜過快，特別是對收縮率較大的聚合物EPS泡沫顆粒。
