发泡成型（foaming）是制作泡沫塑料成型方法的总称。在模具行业中，发泡成型常用于制造轻量化发泡塑件、泡沫模样（如消失模铸造）、保温发泡件等。

分类

按泡沫塑料制造方法分类，可分为两类：

1. 一步发泡法（直接法）：将发泡用塑料原材料配合后由一个工序制得泡沫塑料。聚氨酯泡沫塑料是其典型代表。

2. 两步发泡法（间歇法）：由两个工序制得泡沫塑料：

   • 前发泡/预发泡：前一工序得到预发泡珠粒，尚未充分膨胀，密度较高
   • 后发泡/二次发泡：后一工序制得充分膨胀、低密度的最终泡沫制品

   聚苯乙烯、聚乙烯泡沫塑料等常用这种方法。

工业上还按生产方式分类：

• 连续发泡成型：由压延、挤出或传送带等方式进行
• 间歇式发泡成型：逐个生产最终形状的发泡体
• 现场发泡成型：将液状或微粒状原材料配合物注入模具中使之直接发泡

原材料

几乎所有的热固性和热塑性塑料都能制成泡沫塑料，常用树脂包括：

• 聚苯乙烯树脂（PS）
• 聚氨酯树脂（PU）
• 聚氯乙烯树脂（PVC）
• 聚乙烯树脂（PE）
• 脲甲醛树脂（UF）
• 酚醛树脂（PF）

按泡孔结构分类：

• 开孔泡沫塑料：绝大多数气孔互相连通
• 闭孔泡沫塑料：绝大多数气孔互相分隔

发泡方法分类

1. 化学发泡

由特意加入的化学发泡剂受热分解，或原料组分间发生化学反应而产生气体，使塑料熔体充满泡孔。

化学发泡剂加热释放的气体一般为：二氧化碳、氮气、氨气等。

化学发泡常用于聚氨酯泡沫塑料的生产。

2. 物理发泡

物理发泡是在塑料中溶入气体或液体，而后使其膨胀或汽化发泡的方法。

物理发泡适应的塑料品种较多，是工业上常用方法。

3. 机械发泡

借助机械搅拌方法使气体混入液体混合料中，然后经定形过程形成泡孔。

此法常用于脲甲醛树脂，聚乙烯醇缩甲醛、聚氯乙烯溶胶等也适用。

发泡成型三阶段

泡沫塑料的成型与定型一般分为三个阶段：

阶段 1：气泡核的形成

塑料发泡过程的初始阶段是在塑料熔体或液体中形成大量的气泡核，然后使气泡核膨胀成泡沫体。

所谓气泡核就是指原始微气泡，也就是气体分子最初聚集的地方。

• 加入有利于泡沫形成的物质称为成核剂
• 不加入成核剂容易生成大孔泡沫
• 成核剂通常是微细固体粒子或微小气孔

阶段 2：气泡核的增长

气泡核形成后，气体从溶液中扩散进入气泡，使气泡逐渐长大。

影响气泡增长的因素：

• 原材料：发泡剂类型、溶解度、扩散系数
• 工艺条件：成型温度、压力、剪切速度

气泡增长过程中，聚合物表面张力和溶液黏度是阻碍气泡增长的主要因素，需要平衡这两种作用才能得到良好泡孔。

阶段 3：气泡的稳定

气液相共存的泡沫体系本身不稳定，气泡不断生成膨胀后需要稳定：

稳定措施主要有：

1. 选用适当品种的聚合物、发泡剂和配合剂
2. 控制工艺过程的温度和时间，调整表面张力、黏度和弹性模量，气孔增大到一定程度后及时冷却定型
3. 对于热固性塑料，控制交联速度，使交联度达到足够后提高黏度降低流动性，稳定气孔
4. 适当加入表面活性剂（如硅油），降低树脂与气孔界面张力，有利于稳定气孔

发泡成型设备

发泡成型设备主要分为两类：成型机和蒸缸。

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相关标准参考

• GB/T 12555 塑料注射模模架
• JB/T 6057 塑料模成型零件技术条件

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