EPS制品的加工工艺
卓创资讯 雨潇 编辑于：2008-6-24 17:12:13
第一节 预发
一、预发目的
1、使模制品的容重更好地控制在更低的范围；
2、它可使成型时的密度梯度减少，得以均匀膨胀成型。
二、预发机理
预发过程中，含有发泡剂的珠粒缓缓加热至80oC以上，就开始软化（二次发泡时温度更低），珠粒内的发泡剂受热汽化产生压力，而使珠粒膨胀，并形成互不连通的泡孔（闭孔），预发后气泡的直径约为80um，第立方厘米约有0.55万个小气泡，泡孔壁的厚度仅有1um~2um。
同时，蒸气也渗透到已膨胀的泡孔中，增加了泡孔内的总压力。随着蒸气不断渗入，压力也不断增大，珠粒的体积也不断增加。这一过程一直持续下去。在预发过程中，蒸气的不断渗透，增加泡孔内的总压力是很重要的。仅靠发泡剂汽化（如正戊烷），即使全部无损耗，珠粒最多只能增大约25倍，之所以发泡倍率可高达100多倍，是由于蒸气渗入到膨胀的泡孔中，从而增长率加了泡孔内的总压力，才使气泡孔的体积得到了进一步的膨胀。
需要指出的是蒸气对EPS珠粒薄膜的透过速率比正戊烷气体或空气要快好几倍，而影响彻云霄它的透过速率的主要因素是温度。加热时，发泡剂也会由珠粒中向外渗出，所以预发时，应使蒸气透入泡孔的速率超过发泡剂从泡孔中渗了的速率，使发泡气体绝大多数留在泡孔内，从而使泡孔中总压力增加，发泡剂在泡孔中来不及逸出，使聚合物牵伸呈橡胶状态，其强度足以平衡内部的压力，从而使珠粒预发，使聚合物得到延伸，珠粒得到预膨胀。
三、预发方法
预发机分连续式和间歇式两种，无论哪种预发机，都是将EPS原料加入机内，通过蒸气加热，将EPS发泡。显然，各种不同的原料，其发泡倍率和发泡速度均不一致。而各种不同的原料，其发泡倍率和发泡速度均不一致。而各种类型的预发机，都可以通过调整各项参数来控制发泡倍率。
以连续式预发机为例，在一定的机身体积和蒸气流量的条件下，我们可以通过调整进料速度和调整出料口的高度，从而控制EPS的预发容重。
间歇式预发机，是指该机投一次EPS料后，待该次料预发到一定的体积后，再将机内的料放完、吹净。然后再投料、预发、放料……如此周而复始。图5-3就是间歇式预发机的示意图。由于每批投料量一定，每批料的预发体积也一定，这样预发后的容重就有保证，而且预发后，料的容重变化也较小，一般保持在3%以下。
发泡剂含量过高，将导致预发泡体不均匀、泡体开花、产品变形和开裂，并容易致发泡倍数降低、加热时间过长、成型过程中的EPS珠粒之间粘结性差以及产品收缩和掉粒等。最佳发泡剂的含量应为4.8%~7%,由于国产料的发泡剂易挥发，故厂家刚出厂的原料的发泡剂的含量低于4%，蒸气压力又不提高（或温度提高），密度就低不了（一般在23kg/m3以上），所以要求原料库一定要注意温度不可过高（要求低于20oC），库存时间也不能过久。
第二节 熟化
一、定义：刚预发好的EPS珠粒经一定时间的干燥、冷却和泡孔压力稳定的过程。
二、问题的提出：
1、刚预发好的珠粒都是潮湿
2、预发时珠粒中保留的一定量的气态发泡剂和水蒸气，出机冷却时，骤然遇冷，致使峰窝状泡孔中气体冷凝，使泡孔内形成负压（部分真空），此时发泡珠粒很软，易变形、无弹性，不能直接成型。
三、熟化机理：
将刚预发好的EPS珠粒放置于空气中一段时间，一方面使其干燥，另一方面使空气通地泡孔膜渗透到泡孔内部，使泡孔内的压力与外界压力相平衡，珠粒具有弹性。
四、熟化优点：
改善预发珠粒在成型过程中进一步的膨胀性、珠粒间熔解性和珠粒的弹性，有利于提高EPS制品质量。
五、注意事项：
1、熟悉贮存过程中发泡剂也同时向外扩散，所以预发后的珠粒贮存期不能过长，一般以8~12h为宜。
2、熟化温度也存在最佳值。根据实验测定，熟化环境为18 oC~22 oC，外界空气向泡孔渗入，泡孔内戊烷气体基本上未向外扩散。温度高于22 oC，空气渗入的速度加快，泡孔内戊烷向外扩散而损耗。温度低于18 oC，冷凝的戊烷重新被吸入EPS的速度减慢，空气渗入的速率变降低。由此可见，预发EPS珠粒熟化的环境温度最佳值为20 oC ~25 oC。理想的熟化库房应设置热空气（温度22 oC ~25 oC）输送系统，以缩短熟化周期。
第三节 成型
一、定义：将熟化后的可发性聚苯乙烯珠粒填满密闭的型腔，在较短的时间内将热蒸气通过型壁的气孔直接进入型腔中，使珠粒受热后软化膨胀。由于型腔的限制，膨胀的珠粒受热后软化膨胀。由于型腔的限制，膨胀的珠粒得以填满全部空隙，完全粘结为一整体，经过冷却定型后，脱型即为泡沫塑料制品。
二、分类：
1、包装成型：利用包装成型机并配备相应的模具，直接生产出规定形状的泡沫制品，广泛应用于电器和轻工产品的减震包装，水果和海产品的保鲜运输以及消失模铸造等领域。
2、板材成型：利用板材成型机生产大体积的矩型泡型泡沫制品，切割成板材后，用来做建筑保温及装饰材料。
目前，我国上述两类泡沫成型制品的年产量大体持平，南方及沿海发达地区应用模压制品较多，而北方则主要生产板材用于建筑保温。
尽管模具成型泡沫制品和泡沫板材在密度和应用方面有所区别，但它们的成型机理是一致的，成型工艺也不同小异，所以本节以模压型来讲述EPS泡沫的成型工艺。
三、模压成型机理
模压成型包括二个阶段，蒸气加热和冷却定型。熟化后的预发珠粒通过蒸气进行加热，约在20s~60s的时间内，空气来不及逸出，受热膨胀后产生压力，压力的总和大于珠粒外面所加热的蒸气压力，此时聚合物软化，发泡剂汽化后泡孔内的压力大于外面的压力，珠粒又再度膨胀，并胀满珠粒间隙而结成整块，形成与模具形状相同的泡沫塑料制品，通水冷却后便可以成型聚合。
来源：世界EPS网
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