熱塑聚合物發泡工藝形成三維制品分析顯微鏡
幾乎所有的聚合物都可以制成MCP材料。從聚苯乙烯到聚乙烯,再
到含氟聚合物,無定形熱塑性塑料和結晶的熱塑性塑料,都可被加
工成MCP材料。液晶聚合物同樣也可以發泡。纖維增強聚酯,如片
材模塑復合物(SMC)熱固性聚氨酯也被加工成MCP材料。彈性體同樣
可以發泡成微孔結構。
最初,所有實驗都是采用間歇式生產,其優點在于所需資金量
低,發泡過程易于控制,并可以發泡成各種模塑制品。缺點是緩慢
的加工速率一從幾分鐘到數小時,其主要是由于氣體在聚合物中緩
慢的擴散速率所致。
微孔熱塑性塑料
用熱塑性塑料生產MCP材料的間歇工藝有如下幾類情況:
①常溫下形成溶液和成核,然后泡孔在升高的溫度下生長;
②在升高的溫度下形成溶液,泡孔成核和生長;
③在常溫或稍微升高一點的溫度下形成溶液并同時發泡;
④常溫下形成溶液,突然升高溫度泡孔成核和生長;
⑤塑料片材首先用氣體飽和,然后加熱發泡形成三維制品;
⑥擠出管材和三維注射成型制品用工藝①發泡
無定形聚合物和結晶聚合物的發泡條件不一樣。在無定形聚合
物中,氣體在整體基體中溶解幾乎是均勻的。而在通常條件下,半
結晶聚合物中,氣體在結晶區域的溶解度低。一些半結晶聚合物可
在熔點下被超臨界C02飽和,比如高密度聚乙烯在34 MPa下能成功
地被超臨界c02飽和。即使在這些條件下,正如前面討論過的由于
成核溫度導致明顯的泡孔密度差異,故將會仍有一些未飽和的結晶
區。當聚乙烯在150℃下發泡時
半結晶聚合物發泡工藝的變化在于要將其加熱到熔點來消除結
晶區域并溶解大量氣體。因為氣體起增塑劑的作用,一旦它溶解到
熔融聚合物中,由于溶解氣體推遲了結晶結構的形成,則該聚合物
一氣體溶液的溫度將在不凝固的情況下降低至熔點之下。由于成核
,氣體會從聚合物相中分離出來。加之基體相的過冷條件,所形成
的MCP會立即凝固。
聚苯乙烯和高抗沖聚苯乙烯
通常情況下透明但易脆。發泡型聚苯乙烯是最為廣泛使用的一
種發泡塑料。眾多發泡聚苯乙烯的生產是以戊烷為物理發泡劑。在
聚合反應過程中,溶劑溶于聚苯乙烯中,然后當聚合物以粒料或是
在擠出機中加熱時溶劑又蒸發出去。