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一、发泡剂的定义及分类

1.1. 发泡剂定义

发泡剂是指能在塑料中形成泡孔结构，即制造泡沫塑料而添加的一类助剂。它们能在特定的条件下产生大量气体，在形成的这些含有连续或不连续气孔（即开孔或闭孔），使塑料形成气固相结合的多孔结构材料，可降低塑料的密度和硬度，或增强其隔音性和隔热性。

1.2 发泡剂种类

按产生气体方式的不同，发泡剂可分为物理发泡剂和化学发泡剂两大类。

二、物理发泡剂

物理发泡剂主要是通过发泡剂物理状态的变化来形成塑料中的泡孔。

2.1. 理想物理发泡剂应具备的条件为：

①惰性、；

②和树脂相容；

③在树脂基体中的扩散速度小；

④当树脂反应放出热量，或当置到外部加热时应易于挥发。

2.2. 物理发泡剂的分类

通常，物理发泡剂分为三类：① 压缩气体；② 可溶性固体；③ 在沸点低于0℃的挥发性液体。

在加工过程中，当压力消除时，压缩气体膨胀，或液体受热蒸发膨胀，或溶解的可溶性固体物质升华而产生气体。

2.3. 常用物理发泡剂品种

常用的挥发性发泡剂品种有：含5～7个碳的脂肪烃；卤代烃；低沸点的醇，醚、酮和芳烃。通常应用物理发泡剂的工程塑料主要有ABS和酚醛树脂等。

2.3.1. 二氧化碳发泡剂

一种是异氰酸酯和水反应生成二氧化碳（水发泡）作为发泡剂，另一种是液体二氧化碳。

目前主要用于对绝热性要求不高的供热管道保温、包装泡沫塑料和农用泡沫塑料等领域；液体二氧化碳发泡优缺点与水发泡相同，目前主要用于聚氨酯软泡。

2.3.2. 氢化氟氯烃（HCFC）发泡剂

分子中含有氢，化学特性不稳定，比较容易分解。

目前商业上可以替代CFC-11成熟的产品为HCFC-14LB，它与多元醇和异氰酸酯的相溶性好，在不增加设备的条件下可以直接用HCFC-14LB代替CFC-11，在达到同样密度和相近的物理特性泡沫体时用量要少于CFC-11。HCFC-141B的缺陷在于原料价格较高，对某些ABS和高抗冲击性聚苯乙烯具有溶解性，且其导热系数比CFC-11高，因此需要得到的泡沫体密度较高，才可以达到隔热效果。

2.3.3. 烃类发泡剂

用于聚氨酯发泡剂的烃类化合物主要是环戊烷，特别是环戊烷的硬泡体系具有导热系数较低和抗老化性能，ODP值为零等优点，常被用于冰箱、冷库和建筑的隔热保温等领域，已经成为我国硬泡CFC-11替代品的。

2.3.4. 氢化氟烷烃（HFC）发泡剂

HFC类化合物ODP值为零，在软质PU泡沫生产中是CFC-11理想的替代产品，早期的HFC类发泡剂主要是HFC-134A和HFC-152A，这两种发泡剂具有低分子量和低沸点，达到相同密度和相近物理特性泡沫体时，用量比CFC-11用量少，并且性能比较稳定，但是它们的缺陷在于导热系数比较高，且在一般多元醇中的溶解度较低，加工含有HFC-134A和HFC-152A的组合聚醚相对比较困难，另外需要发泡设备以满足加工要求。

三、化学发泡剂

化学发泡剂又称分解性发泡剂。它们能均匀地分散于树脂中，受热分解，可产生至少一种气体。

3.1. 化学发泡剂分类

可分为无机发泡剂和有机发泡剂两类。有机发泡剂是塑料中使用的主要发泡剂，主要是偶氮类、亚硝基类和磺酰肼类。另外还有一些发泡剂组成物，其发泡气体是通过两个组分间的吸热反应而释放出来的。

有机发泡剂存在的问题：

3.1.1. 有机发泡剂发气量一般仅是无机发泡发泡剂的15%-30%，残渣量大，其中包括水和挥发性物质，有时会有臭味和表面喷霜；

3.1.2. 发泡的分解发热量大，难以去除，尤其在制品壁厚度大的情况下，会使内部塑料过热而分解，降低性能；

3.1.3. 发泡剂几乎都是易燃品，分解温度低，储存和使用都必须小心。

3.2. 常用化学发泡剂品种

主要有偶氮类、亚硝基化合物类、磺酰肼类

3.2.1. 偶氮二甲酰胺

发泡剂AC，桔黄色结晶粉末，相对分子质量116.1，相对密度1.65，细度（200 目通过）≥99.5%，水分≤0.1%，灰分≤0.1%。溶于碱，不溶于醇、汽油、苯、吡啶等一般有机溶剂，难溶于水。分解温度190～205℃，不易燃。发气量为200～300ml/g，主要是氮气、一氧化碳和少量二氧化碳。室温贮存稳定，有自熄性，但在120℃以上时因分解产生大量气体，在密闭容器中易发生爆炸。

用途：适用于PE、PVC、PS、PP、ABS 等。其分解产物、无臭、不污染，可以制得纯白的泡沫体。本品分解温度高，产生的气泡均匀、致密。适用于闭孔泡沫体、常压或加压发泡体，厚的或薄的发泡体等各种发泡制品。如PVC和增塑糊发泡体，聚烯烃的压延和模塑发泡体，发泡人造革等。

韧小编注：约在15年前，有一个客户注塑阻燃级TPV，发觉收缩厉害（产品厚度有5mm），他自己加了一点AC发泡剂，收缩痕没有了，不过表面有点花，这是我次知道，原来发泡剂还可以防收缩用。

3.2.2. 2，2'-偶氮二异

白色结晶粉末，相对密度1.1，挥发分1%，甲醇不溶物0.1%，熔点>99℃。溶于甲醇、乙醇、丙醇、乙醚、石油醚等有机溶剂，不溶于水。分解温度98～110℃，放出氮气，发气量130～155ml/g。室温下缓慢分解，30℃下贮存数月后显著变质，故本品应在10℃以下存放。

用途：特别适用于PVC，还可用于环氧树脂、PS、酚醛树脂及橡胶等。分解发热量低，约125.6～167.5J/mol，故使用量高达40%也不致使制品烧焦，可制得洁白制品。本品分解温度低，可用于普通的PVC 糊。毒性较大，这大大限制了其应用。近年来，其作为发泡剂应用已日渐缩小，主要用作聚合引发剂。

3.2.3. 偶氮二甲酸二异丙酯

橙色油状液体，相对分子质量202，凝固点2.4℃，沸点75.5℃(33.31Pa)，单独加热时，240℃下仍然稳定。使用铅盐、有机锡化合物、镉皂和锌皂等热稳定剂可以使其活化，降低分解温度。在100～200℃内的发气量为200～350ml/g。溶于常见的增塑剂。

用途：液体发泡剂，适用于PE、PP、PVC 等。在塑料中易分散，泡孔结构均匀致密，分解产物无臭、、无色、不污染，可以制造色泽极浅的泡沫塑料。调整配方和加工条件，可制得闭孔或开孔泡沫体。

3.2.4. 偶氮二甲酸钡

亮黄色粉末，相对分子质量253.37，相对密度1.67，分解温度240～250℃。发气量170～175ml/g，分解产生氮气、一氧化碳、二氧化碳、碳酸钡等。在普通溶剂中不溶。

用途：高温发泡剂。分解温度高，加工性好。适用于软化点高的聚合物，特别是PP。作为尼龙树脂的注塑成型和挤塑成型用发泡剂也有良好的效果。还可用于硬质和半硬质PVC、ABS 等。

3.2.5. 偶氮二甲酸二乙酯

红色无气味的油状液体。相对分子质量174.16。分解温度110～120℃。发气量190ml/g。溶于增塑剂。贮存稳定。对硫化促进剂无反应。对水分和pH 变