所謂發(fā)泡劑就是使對象物質(zhì)成孔的物，它可分為化學(xué)發(fā)泡劑和物理發(fā)泡劑和表面活性劑三大類(lèi)。今天我們就來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下常用的幾種物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑，以及塑料形成的四個(gè)階段。

物理發(fā)泡劑

物理發(fā)泡劑就是泡沫細孔是通過(guò)某一種物質(zhì)的物理形態(tài)的變化，即通過(guò)壓縮氣體的膨脹、液體的揮發(fā)或固體的溶解而形成的常用的揮發(fā)性發(fā)泡劑。

品種有：含5～7個(gè)碳的脂肪烴；鹵代烴；低沸點(diǎn)的醇，醚、酮和芳烴。通常應用物理發(fā)泡劑的工程塑料主要有ABS和酚醛樹(shù)脂等。

二氧化碳發(fā)泡劑

• 一種是異氰酸酯和水反應生成二氧化碳（水發(fā)泡）作為發(fā)泡劑，另一種是液體二氧化碳。
• 目前主要用于對絕熱性要求不高的供熱管道保溫、包裝泡沫塑料和農用泡沫塑料等領(lǐng)域。
• 液體二氧化碳發(fā)泡優(yōu)缺點(diǎn)與水發(fā)泡相同，目前主要用于聚氨酯軟泡。
• 氫化氟氯烴（HCFC）發(fā)泡劑
• 分子中含有氫，化學(xué)特性不穩定，比較容易分解。
• 目前商業(yè)上可以替代CFC-11最成熟的產(chǎn)品為HCFC-14LB，它與多元醇和異氰酸酯的相溶性好。
• 在不增加設備的條件下可以直接用HCFC-14LB代替CFC-11。
• 在達到同樣密度和相近的物理特性泡沫體時(shí)用量要少于CFC-11。

烴類(lèi)發(fā)泡劑

• 用于聚氨酯發(fā)泡劑的烴類(lèi)化合物主要是環(huán)戊烷，特別是環(huán)戊烷的硬泡體系具有導熱系數較低和抗老化性能，ODP值為零等優(yōu)點(diǎn)，常被用于冰箱、冷庫和建筑的隔熱保溫等領(lǐng)域，已經(jīng)成為我國硬泡CFC-11替代品的首選。

氫化氟烷烴（HFC）發(fā)泡劑

• HFC類(lèi)化合物ODP值為零，在軟質(zhì)PU泡沫生產(chǎn)中是CFC-11理想的替代產(chǎn)品。
• 早期的HFC類(lèi)發(fā)泡劑主要是HFC-134A和HFC-152A，這兩種發(fā)泡劑具有低分子量和低沸點(diǎn)，達到相同密度和相近物理特性泡沫體時(shí)，用量比CFC-11用量少，并且性能比較穩定。
• 但是它們的缺陷在于導熱系數比較高，且在一般多元醇中的溶解度較低，加工含有HFC-134A和HFC-152A的組合聚醚相對比較困難，另外需要發(fā)泡設備以滿(mǎn)足加工要求。

化學(xué)發(fā)泡劑

化學(xué)發(fā)泡劑又稱(chēng)分解性發(fā)泡劑。

化學(xué)發(fā)泡劑是那些經(jīng)加熱分解后能釋放出二氧化碳和氮氣等氣體，并在聚合物組成中形成細孔的化合物它們能均勻地分散于樹(shù)脂中，受熱分解，可產(chǎn)生至少一種氣體。

可分為無(wú)機發(fā)泡劑和有機發(fā)泡劑兩類(lèi)。有機發(fā)泡劑是塑料中使用的主要發(fā)泡劑，主要是偶氮類(lèi)、亞硝基類(lèi)和磺酰肼類(lèi)。

另外還有一些發(fā)泡劑組成物，其發(fā)泡氣體是通過(guò)兩個(gè)組分間的吸熱反應而釋放出來(lái)的。

偶氮類(lèi)

• 桔黃色結晶粉末，相對分子質(zhì)量116.1，相對密度1.65，細度（200目通過(guò)）≥99.5%，水分≤0.1%，灰分≤0.1%。
• 溶于堿，不溶于醇、汽油、苯、吡啶等一般有機溶劑，難溶于水。
• 分解溫度190～205℃，不易燃。
• 發(fā)氣量為200～300ml/g，主要是氮氣、一氧化碳和少量二氧化碳。
• 室溫貯存穩定，有自熄性，但在120℃以上時(shí)因分解產(chǎn)生大量氣體，在密閉容器中易發(fā)生爆炸。
• 用途：適用于PE、PVC、PS、PP、ABS等。其分解產(chǎn)物無(wú)毒、無(wú)臭、不污染，可以制得純白的泡沫體。
• 分解溫度高，產(chǎn)生的氣泡均勻、致密。
• 適用于閉孔泡沫體、常壓或加壓發(fā)泡體，厚的或薄的發(fā)泡體等各種發(fā)泡制品。如PVC和增塑糊發(fā)泡體，聚烯烴的壓延和模塑發(fā)泡體，發(fā)泡人造革等。

偶氮二異丁腈

• 白色結晶粉末，相對密度1.1，揮發(fā)分1%，甲醇不溶物0.1%，熔點(diǎn)>99℃。
• 溶于甲醇、乙醇、丙醇、乙醚、石油醚等有機溶劑，不溶于水。
• 分解溫度98～110℃，放出氮氣，發(fā)氣量130～155ml/g。
• 室溫下緩慢分解，30℃下貯存數月后顯著(zhù)變質(zhì)，應在10℃以下存放。
• 用途：特別適用于PVC，還可用于環(huán)氧樹(shù)脂、PS、酚醛樹(shù)脂及橡膠等。
• 分解發(fā)熱量低，約125.6～167.5J/mol，故使用量高達40%也不致使制品燒焦，可制得潔白制品。
• 分解溫度低，可用于普通的PVC糊。
• 毒性較大，這大大限制了其應用。
• 近年來(lái)，其作為發(fā)泡劑應用已日漸縮小，主要用作聚合引發(fā)劑。

偶氮二甲酸二異丙酯

• 橙色油狀液體，相對分子質(zhì)量202，凝固點(diǎn)2.4℃，沸點(diǎn)75.5℃(33.31Pa)，單獨加熱時(shí)，240℃下仍然穩定。
• 使用鉛鹽、有機錫化合物、鎘皂和鋅皂等熱穩定劑可以使其活化，降低分解溫度。
• 在100～200℃內的發(fā)氣量為200～350ml/g。
• 溶于常見(jiàn)的增塑劑。
• 用途：液體發(fā)泡劑，適用于PE、PP、PVC等。
• 在塑料中易分散，泡孔結構均勻致密，分解產(chǎn)物無(wú)臭、無(wú)毒、無(wú)色、不污染，可以制造色澤極淺的泡沫塑料。
• 調整配方和加工條件，可制得閉孔或開(kāi)孔泡沫體。

塑料泡沫的形成階段

• 第一階段，發(fā)泡劑必須完全均勻地分散在聚合物內，聚合物通常呈液體或熔融態(tài)。發(fā)泡劑此時(shí)在聚合物中可以形成真正的溶液，或者僅僅是均勻地分散在聚合物中，形成二相系統。
• 第二階段，大量單個(gè)的氣泡形成后，該系統即轉變成一個(gè)氣體分散在液體中的系統了。此時(shí)往往要加入核化劑，以促進(jìn)大量小氣泡形成。核化劑一般是極細的惰性顆粒，它們?yōu)樾職庀嗟男纬商峁┎课弧?/li>
• 第三階段，最初形成的泡孔在不斷漲大，這是因為有更多的氣體擴散并透過(guò)聚合物進(jìn)入了泡孔。如果這段時(shí)間夠長(cháng)，則單個(gè)的泡孔就將互相接觸。假如隔開(kāi)單個(gè)泡孔的壁破裂，那么，通過(guò)這種聚結方式，就會(huì )形成更大些的泡孔。如果主要是通過(guò)泡孔互連而形成的泡沫，則稱(chēng)之為開(kāi)孔式泡沫。如果是由互不相連的泡孔形成的泡沫，就叫閉孔式泡沫。如果允許泡孔聚結無(wú)限制地進(jìn)行下去，那么泡沫就會(huì )塌陷，這是因為氣體全部自動(dòng)地與聚合物分離開(kāi)了。
• 第四階段，當聚合物粘度增加，泡孔不能再增長(cháng)時(shí)，泡沫就會(huì )穩定住。采用冷卻、交聯(lián)或其它方法都可以增加聚合物粘度。發(fā)泡過(guò)程的后三個(gè)階段，從時(shí)間來(lái)看，則可短至幾分之一秒，最長(cháng)也不會(huì )超過(guò)幾秒鐘。泡沫的形成，要求聚合物呈液態(tài)。為此，可通過(guò)加熱溶解或塑化聚合物。