[发明专利]应用超临界流体注射成型制备微孔聚砜类发泡材料的方法

说明书

技术领域

本专利涉及一种超临界流体注射成型制备微孔聚砜类发泡材料的方法。

背景技术

聚砜类聚合物是一种耐高温的特种工程塑料，具有优异的综合性能，如耐热性，抗氧化性，耐水解性和阻燃性等，广泛地应用于电气、电子、机械、医疗、化工、食品及航空航天领域。

微孔泡沫塑料是指泡孔直径为1μm～50μm，泡孔密度为10⁹～10¹²cells/cm³的泡沫塑料。

微孔泡沫塑料因为泡孔非常小，数量非常大，因此一方面它能保持一般泡沫塑料的优点：质轻、省料、能吸收冲击载荷，隔音和隔热性能好，比强度高等共同特性；另一方面，因为泡孔尺寸小于材料内部原有的缺陷，因此泡孔的存在不会降低材料的强度，反而会使材料中原有的裂纹尖端钝化，有利于组织裂纹在应力作用下的扩展，从而改善了泡沫塑料的力学性能。由于微孔泡沫塑料可以以在明显降低制件重量的前提下保持其力学性能损失较小，并且可以以改善其他方面的性能，因此在制作汽车，飞机和各种运输器材等领域有特殊的应用价值。目前，微孔塑料制品正被应用于许多工业领域，如航空航天、汽车、医药、电子、食品包装等行业，越来越多的塑料加工企业投入资金对现有的注射机进行改造，利用微孔注射过程进行生产，提高企业的竞争力。

采用传统方法，如[1] J，Gendron R， L.Ultrasoniccharacterization performed during chemical foaming of cross-linked polyolefins[J].Polymer Testing，2004，23(2)：125-130.和文献[2]Matuana LM，Faruk O，Diaz CA.Cell morphology of extrusion foamed poly(lactic acid)using endothermic chemicalfoaming agent[J].Bioresource Technology，2009，100(23)：5947-5954.所制备的泡沫塑料的泡孔比较大，泡体受力受力时，泡孔常常成为泡体裂纹的发源地，降低了材料的强度。相比未发泡的实体塑料，微孔泡沫塑料不仅密度可降低5％～95％外，而且具有以下优点：高的韧性(可达实体的5倍)、低的热传导系数、高的冲击强度(可达实体的5倍)、低的介电常数，见文献：[3]J.D.Gaspari.Microcellular foams[J].Plastics Technology，1993，2：63-65.和文献[4]MatuanaLM，Park CB，Balatinecz JJ.Structures and mechanical properties of microcellularfoamed polyvinyl chloride[J].Cellular polymers，1998，17：1-16.的记载。

采用超临界流体的微孔塑料注射成型方法，是目前制备微孔泡沫塑料比较先进的技术，是国外近几年才开始进行工业推广的具有广阔应用前景的用于制备微孔泡沫塑料制品的注射成型新技术。该工艺将超临界状态的气体(N₂或CO₂)通过安装在注射机机筒上的注射器注射入聚合物熔体中，形成单一均相的聚合物/气体体系。随后，熔体被快速注射入模具型腔，随着压力骤降，超临界气体逸出，形成无数直径通常在1-50μm之间的微孔，最后微孔与模腔内熔体一起冷却定型而得到泡孔大小均匀，分布均匀的微孔塑料制品。Mucell技术、FIM成型技术、Ergocell技术已经能成功的生产出微孔塑料制品，然而Mucell是商业化最好，应用最为广泛的微孔塑料注射成型技术。