聚乙烯和聚苯乙烯發(fā)泡擠塑設(shè)備制造廠在近五年中經(jīng)歷了一場(chǎng)革命性市場(chǎng)變革。主要在食品包裝上，已經(jīng)并正在進(jìn)行關(guān)于氯氟烴發(fā)泡劑的論戰(zhàn)，已導(dǎo)致喪失了諸多供應(yīng)者市場(chǎng)。
在這段時(shí)間中逐漸地通過樹脂生產(chǎn)廠和泡沫塑料制造廠以及其他研究人員的努力，塑料工業(yè)界已經(jīng)提出泡沫塑料回收可能性以及自泡沫塑料生產(chǎn)到廢棄對(duì)于環(huán)境的總體影響程度方面的意見。
這段時(shí)間里，制造廠商們?cè)谠S多其它涉及發(fā)泡擠塑的市場(chǎng)開拓方面取得了成功。其中如共擠塑技術(shù)、泡沫層壓材料產(chǎn)品及其他工業(yè)應(yīng)用。這一革命性變革的結(jié)果是一系列創(chuàng)新和環(huán)境允許接受的泡沫塑料產(chǎn)品。
工藝過程
擠塑泡沫塑料制品是由聚合物、成核劑和發(fā)泡劑共混物，通過在擠塑機(jī)內(nèi)充分混勻，直至自口模出料前一直保持在壓力下。熔體自口模流出時(shí)，它從口模內(nèi)的高壓進(jìn)到模唇外的低壓或大氣壓，發(fā)泡劑則由液態(tài)變?yōu)闅鈮骸０l(fā)泡劑的泡孔附著于熔體內(nèi)的成核劑上，于是形成了泡孔結(jié)構(gòu)。泡孔的尺寸和數(shù)量取決于所加人成核劑的量，密度則取決于所用發(fā)泡劑的量。
生產(chǎn)泡沫塑料時(shí)必須把主要組分仔細(xì)計(jì)量并混勻，使得到均一泡孔結(jié)構(gòu)和密度。純樹脂粒料與成核劑在摻混機(jī)中混合。成核劑一般都是微細(xì)粉末，如滑石粉或檸檬酸與碳酸氫鈉的復(fù)配物，加入少量(通常為擠塑機(jī)產(chǎn)量的0.2%-2.0%)。干燥的摻混物進(jìn)入擠塑機(jī)后，在其中，被擠塑機(jī)的螺桿焙融并混合。
干燥的原料于螺桿壓縮段被熔融后，在高壓下注入發(fā)泡劑。以液體或以標(biāo)定氣體壓力方式注入，并通過擠塑機(jī)的螺桿與熔融體混合。
以往采用的發(fā)泡劑多是氯氟烴(CFC)，目前則代之以戊烷、丁烷、HFC一152A和二氧化碳，或者是所有這些的共混物。
有一些這類發(fā)泡劑代用品對(duì)質(zhì)量、加工性能和某些其它性能有影響。因而需對(duì)設(shè)備、加工工藝和產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)。
去年或前年的時(shí)候，設(shè)備生產(chǎn)廠、樹脂生產(chǎn)廠和加工制造廠開發(fā)了許多用以代替氯氟烴的發(fā)泡劑，最普遍采用的是CO2和CO2的共混物。這些工作中有一些已形成專利和許可證技術(shù)。
生產(chǎn)高質(zhì)量泡沫塑料的關(guān)鍵步驟是發(fā)泡劑的混合。雖然可以采用含化學(xué)發(fā)泡劑的樹脂，但這并不是最理想的方法。應(yīng)用化學(xué)發(fā)泡劑不能得到極低密度，同時(shí)由于發(fā)泡劑的數(shù)量已被固定，密度不可能變化。發(fā)泡劑也可以以液體直接注入聚合物熔體中，隨后通過擠塑機(jī)螺桿的作用加以混勻。這種方法最為通用。
在直接注入系統(tǒng)中，發(fā)泡劑通過高壓計(jì)量裝置被注入到擠塑機(jī)中。這種系統(tǒng)通常有一高壓隔膜泵和一精密控制閥門，從在相當(dāng)嚴(yán)格的精密度范圍內(nèi)控制發(fā)泡劑的流量。液體借助于特制的、符合要求的注射器閥門，通過擠塑機(jī)的筒壁注入，這一問起一止逆問作用，防止聚合物返流至泵管線中。
發(fā)泡劑加入到熔體中以后，必須有效冷卻混合物，這樣就提高了熔體的粘度，使熔體強(qiáng)度足以抑制發(fā)泡劑逸出，并在模唇處成型。這樣就需要撤熱，最好的方案是在擠塑作業(yè)中有兩臺(tái)擠塑機(jī)，即所謂的串聯(lián)式擠塑系統(tǒng)。也可以在一臺(tái)單螺桿擠塑機(jī)上擠出泡沫塑料，一般采用長L／D設(shè)備(L/D=40：1―44：1)。采用一個(gè)螺桿又必須完成熔融、混合并隨后冷卻熔體，其效率就不如分成兩步操作，而且產(chǎn)量上有損失。鑒于這一原因，串聯(lián)系統(tǒng)是最佳的方法，這是日前世界上最普遍采用的方法。
設(shè)備
串聯(lián)式體系包括兩臺(tái)擠塑機(jī)，把工藝過程中的熔融、混合步驟與冷卻步驟分別進(jìn)行。第一臺(tái)擠塑機(jī)是常規(guī)型的，長徑比(L/D)為24：1或32：1。干燥物料進(jìn)入第一臺(tái)主擠塑機(jī)，在其中被熔融和混合，在螺桿減壓區(qū)注入發(fā)泡劑，注入后立刻處于劇烈混合部位，液體旋即分散于整個(gè)熔體中?；旌衔镫S后流經(jīng)換網(wǎng)器和高壓管接頭，高壓管接頭將第一臺(tái)擠塑機(jī)與第二臺(tái)冷卻用擠塑機(jī)連接起來。冷卻用擠塑機(jī)的生產(chǎn)能力較之第一臺(tái)擠塑機(jī)大得多，并配有深螺紋的螺桿，以期使熔體向前輸送又不會(huì)再使之受熱。第二臺(tái)擠塑機(jī)的螺桿運(yùn)行速度較之第一臺(tái)要慢得多(通常比值為4或5：1)。當(dāng)熔體沿第二臺(tái)擠塑機(jī)(長徑比L/D=30：1)的筒壁下流時(shí)，隨著它的被冷卻變得越來越粘稠。
與第二臺(tái)擠塑機(jī)尾端相連的是口模，它使所得粘性的熔融流體最后成型。應(yīng)用最普遍的口模是環(huán)形的，其模隙為0.020―0.025in?？谀Ａ鞯涝O(shè)計(jì)得在恒壓下能使熔體平滑地流動(dòng)，熔體不會(huì)在口模內(nèi)發(fā)泡，而一旦熔體由口模唇流出立即膨脹發(fā)泡。泡沫在這里被部分固化，通過置于模唇周邊空氣環(huán)內(nèi)的壓縮空氣在表面形成密致組織或表皮。
位于后續(xù)裝置上的一組牽引輥跨過水冷卻模芯自環(huán)形模唇牽引出泡沫軟管，這個(gè)模芯進(jìn)一步冷卻片材，它的周邊就成為泡沫軟管的周邊。隨軟管向前的牽伸，它被縱向切一次或幾次，并被展平，作為平的片材纏繞到位于后續(xù)裝置上的大型輥筒上。不同環(huán)形片材口模也可用另一種異型材口模，這種異形村口模有多種形式。
一條申聯(lián)式擠塑生產(chǎn)線可以建成任意不同規(guī)模大小，不過最常見的是：第一臺(tái)擠塑機(jī)為3.5in，第二臺(tái)為4.5in；第一臺(tái)為4.5in，第二臺(tái)為6.0in。這種擠塑生產(chǎn)線的控制體系較之慣常的片材擠塑機(jī)或薄膜擠塑機(jī)牽涉得更廣一些
