超临界发泡的基本原理是利用气体在聚合物中的溶解度对压力和温度的依赖关系,使经过超临界流体过饱和后的聚合物混合体系在冷却过程中,进入热力学不稳定状态,诱导气核形成,进而得到微孔结构。
弹性体超临界发泡工艺的控制技术点主要包括溶解度、温度、压力、降压速率、发泡时间以及剪切速率。这些因素直接影响着发泡产品的孔径分布、孔泡结构以及最终产品的性能稳定性。
1.溶解度:溶解度高容易形成更多的气泡核,从而影响最终产品的孔径分布和性能稳定性。
2.温度:温度的升高会导致气体在聚合物中的溶解度降低,成核数量减少,同时影响聚合物的粘度,从而影响泡孔结构。温度的适当控制对于形成均匀的泡孔结构至关重要。
3.压力:压力越大,气体在聚合物中的溶解度越高,气泡成核数量越大,容易形成更多的气泡核。降压速率也会影响气泡成核的速率,进而影响泡孔结构。
4.发泡时间:发泡时间的长短会影响气泡的合并和长大,适当控制发泡时间可以获得理想的泡孔结构。
5.剪切速率:剪切速率影响聚合物粘度,进而影响气泡的大小和分布。高的剪切速率会导致材料粘度降低,从而使气泡变大。
趋势方面,超临界发泡工艺在TPU鞋材领域的应用越来越广泛,其独特的优势包括高比强度、高性价比、减少产品残余应力、节约成本、绿色环保以及低黏度易充模等。
随着技术的进步,开发微发泡聚合物母料替代物理及化学发泡剂成为未来工业应用的一个趋势,这有助于进一步扩大超临界发泡技术的应用范围。
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