泡沫塑料及相关国家标准概述

2018-09-20 09:07刘楷周曾庆鹏

塑料包装 2018年4期

刘楷周曾庆鹏

（广东省潮州市质量计量监督检测所）

前言

泡沫塑料是以树脂为基础制成的内部具有无数微小气孔的塑料，也叫多孔塑料或气体填充塑料[1]。由于气相的存在，泡沫塑料具有质轻、绝热、吸音、防震、耐腐蚀等优良特性，广泛应用于包装、建筑、家具、飞机、汽车等行业，其在塑料制品中占居重要地位。

目前，针对泡沫塑料产品，国家已经建立起一套比较完善的标准体系,为泡沫塑料行业的健康、有序、可持续发展提供了有力的保障。整套泡沫塑料的产品标准和测试方法标准是根据产品的原料、组织结构、性能特性、成形工艺、用途以及应用环境条件等要素制定。生产企业要依据产品标准组织生产，检测人员要依据检测方法标准进行产品检测，必须具备泡沫塑料的相关知识。本文对泡沫塑料的分类、性能、生产工艺和用途等作了概述，并对相关的产品和检测标准进行解读，对生产企业和检测人员有一定的参考价值。

1. 泡沫塑料的分类[2]

1.1 按原料分类

至今几乎所有热塑性和热固性聚合物都可作为泡沫塑料的原料，工业生产泡沫塑料所用的树脂有：聚苯乙烯、聚氨脂、聚氯乙烯、聚乙烯、脲醛、酚醛、环氧、有机硅、聚乙烯醇缩甲醛、醋酸纤维素等。随着技术的发展，品种不断扩大，如聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚酰亚胺等泡沫塑料也相继投放市场。

1.2 按硬度分类

泡沫塑料可分为软质、半硬质和硬质三种类型。软硬程度以弹性模量为标准，在23℃和50%相对湿度时，弹性模量高于686MPa称为硬质泡沫塑料，弹性模量在（68.6～686）MPa之间称为半硬质泡沫塑料，弹性模量小于68.6MPa的称为软质泡沫塑料。

1.3 按密度或发泡倍率分类

泡沫塑料可分为低发泡、中发泡和高发泡三种类型。所谓发泡倍率，就是泡沫塑料中的气相与固相体积比。三种塑料的密度与发泡倍率如表1所示。

1.4 按组织结构分类

泡沫塑料按其结构不同又可分为开孔型泡沫塑料和闭孔型泡沫塑料。泡沫塑料内各个气孔是相互连通的称为开孔型泡沫塑料，如果泡沫是互相分隔的，则称为闭孔型泡沫塑料。

表1 泡沫塑料的密度与发泡倍率

2. 泡沫塑料的制备工艺

制备泡沫塑料的基本过程都是：①在液态或熔态塑料中引入气体，产生微孔；②使微孔增长到一定体积；③通过物理或化学方法固定微孔结构。按照引入气体的方式，发泡方法有机械法、物理法和化学法。

机械法：借助机械搅拌伤作用，往液态聚合物或复合物中混入空气而发泡。

物理法：指应用物理原理实施发泡，包括有：（1）使用惰性气体在加压下溶液于熔融聚合物或糊状复合物中，再减压放出溶解气体而发泡；（2）低沸点液体气化使聚合物发泡；（3）溶解掉聚合物中可溶组分而成微孔塑料；（4）在熔融聚合物中加入中空微球，再经固化而成泡沫塑料。

化学法：指应用化学反应实施发泡，包括有：（1）使化学发泡剂在加热时分解并释放气体而发泡；（2）在原料组分的聚合反应中，释放气体而发泡。

3. 泡沫塑料的用途

泡沫塑料具有许多优良物理性能，所以其应用领域宽阔。不同类型的泡沫塑料的主要用途如表2所示。

表2 泡沫塑料的主要用途

4. 常用泡沫塑料及其相关产品标准

4.1 聚苯乙烯泡沫塑料

可分为模塑聚苯乙烯泡沫塑料和挤塑聚苯乙烯泡沫塑料。前者是由含有挥发性液体发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒，经加热预发后在模具中加热成型的具有闭孔结构的白色物体；后者是以聚苯乙烯树脂或其共聚物为主要成分，添加少量添加剂，通过加热挤塑成型而制得的具有闭孔结构的硬质泡沫塑料。

聚苯乙烯泡沫塑料的相关产品标准如表3所示。

表3 聚苯乙烯泡沫塑料相关产品标准

4.2 聚氨酯硬质泡沫

以异氰酸酯和聚醚为主要原料，在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下，通过专用设备混合，经高压喷涂现场发泡而成的高分子聚合物。聚氨酯泡沫塑料有软泡和硬泡两种,前者的主要功能是缓冲，常用于沙发家具、枕头、坐垫、玩具、服装和隔音内衬等，相关的产品标准如表4所示；后者是一种具有保温与防水功能的新型合成材料，其导热系数低，是目前所有保温材料中导热系数最低的，主要应用在建筑物外墙保温，屋面防水保温一体化、冷库保温隔热、管道保温材料、建筑板材、冷藏车及冷库隔热材等，检测者可以根据产品的具体应用范围选择相应的产品标准（表5）。