聚烯烃发泡母粒的研制及应用分析

陈广汉

广州市本奇新材料有限公司 510800

摘要：聚烯烃发泡母粒为塑料泡沫制品的加工创造了新的条件，其发展至今已具备一定生产规模，品种相对齐全。本文为进一步优化聚烯烃发泡母粒的加工生产过程，进而推动塑料泡沫加工生产的发展，从材料选择、加工制作和注意事项几方面，分别分析了聚烯烃发泡母粒的研制过程，并研究了聚烯烃发泡母粒的应用现状和发展前景，希望能够为相关工作提供一定帮助。

关键词：聚烯烃发泡母粒；发泡剂；分散剂；研制

引言：为推动塑料制品加工行业的发展和优化，新加工方法不断被研究和应用。在此环境下，聚烯烃发泡母粒应运而生，使用该材料，超量地将添加剂均匀地载附在树脂上，可形成载体树脂。聚烯烃发泡母粒在生产过程中，需要根据其本身的性能，添加适当助剂，并对助剂进行适当处理，以此促进其均匀分散。但我国聚烯烃发泡母粒起步较晚，起初加工制造不够成熟，经历长期的探索和发展，才得以优化并在泡沫塑料加工行业中大范围应用。

1. 聚烯烃发泡母粒的研制
   1. 材料选择

1.1.1发泡剂的选择

发泡剂作为助剂之一，能够在聚合物体系加工期间，释放出特殊气体，进而使得高分子材料生成微孔状。按照形成气体的原理和机理的不同，发泡剂可进一步划分为化学和物理发泡剂。在实际应用过程中，不同类型的发泡剂有不同优势和应用特点，根据实际需要，选择合适的发泡剂。

1.1.2分散剂

分散剂的使用直接决定发泡剂是否能均匀分散。为保证发泡制品质量，需添加适量分散剂。通常来说，分散剂的使用，能够有效降低发泡剂的吸引力，使其在团聚体当中，降低发泡剂细化期间的能量需求。同时，能够保证发泡剂更加稳定的分散，提高表面自由能，保障发泡剂粒子之间不会出现再凝聚现象。当前在泡沫制品生产过程中，常使用硬脂酸、固体石蜡等分散剂，还可起到一定的润滑作用。

1.1.3载体树脂

母粒制造期间，载体树脂主要用来结合填充树脂。在选择载体树脂时，大多选择包覆填料好、软化点低的树脂，如LDPE、LLDPE、HDPE等，将LDPE和LLDPE混合使用，控制使用量为15%-30%左右，能够有效保证协同效果[1]。同时，应尽量选择高流动性的载体树脂，保证载体树脂与基体树脂适配性，控制二者流动率一致，力学性能相似，包覆效果好，并具有相似的结构。

1.1.4助发泡剂

助发泡剂能够将发泡剂活化处理，通过使得发泡剂的分解温度降低，提高发泡的稳定性，获得更高的发泡量，在加工过程中更加适用。一般来说，常见的助发泡剂主要有成核剂、活化剂、填充剂等类型。

1.2加工制作

塑料加工过程中，所采用的塑料原料大多由合成树脂构成，通过在合成树脂中加入适当的助剂，形成相应复合物。所加入的复合物具有多种不同类型，如粉状、溶液、粒状等，不同类型应用场所不同。一般来说，粉状更适用于模压或喷涂使用，粒状更适用于挤出成型、注射等使用。组成发泡母粒的成分，不只包括树脂作为主体，还包括各类型助剂，如分散剂、发泡活化剂、填料等。主体成分大多为粒状，助剂大多为液体或粉状，因此，母粒加工过程也存在一定特殊性。

1.2.1物料初混合

物料的初混合阶段，主要是将以上各原料进行初次混合处理。初混合过程主要目的在于使得各粒子在空间中的分布更加不规则。以聚合物熔点温度为参考，在该温度以下温度中进行混合，先简单通过缓和的剪切应力进行混合工作。在初混合物料时，考虑到直接塑炼的条件要求相对严格，所加物料的量也会限制设备的使用，部分不均匀物料即便在较大的塑炼设备下，也很难保证仅通过塑炼过程就达到均匀效果，所以，必须延长塑炼的时间，以此延长生产周期，确保树脂受热降解效果。在物料初混合后，基于特定条件，可直接对其成型处理，按照先加入载体树脂。再分别依次加入各类复合材料，如分散剂、发泡剂等，控制各材料的加入顺序，依次与原料进行混合。同时，严格控制混合时间，确定混合终点，保证初混合效果。

1.2.2初混物塑炼

初混物的塑炼阶段主要为了改变物料的性状。在剪切作用下，对物料进行热熔处理，使得混合物可塑性和柔软度均达到特定要求，确保其中各成分的分散均匀性。在此基础上，还可利用该操作过程，将混合物中的挥发物消除，减少其中催化剂残余体、单体残余的存在，有效弥补树脂在合成期间所存在的不足，确保物料的成型效果，有利于输送过程。初混物塑炼过程的操作条件也相对严格，只有保证控制合理，才能避免对混合物中的各成分造成不同程度的损伤，如严格控制塑炼时间，防止塑炼过久，降解聚合物，对其材料质量造成影响。塑料类型不同，塑炼条件不同，塑炼效果也不同。在实际操作过程中，应严格控制塑炼条件符合塑炼类型，通过多次试验测试，保证塑炼条件的最佳性。在塑炼过程中，尤其重点控制塑炼的时间、温度和剪切力[2]。在确定塑炼终点时，可以通过测试试验的分散度和均匀性来确定，也可通过试验的力学强度确定。

1.2.3塑炼物粉碎和粒化

塑炼物的粉碎和粒化过程，主要是基于塑炼后的固体物料，对其减小尺寸，保证其形成固定性状且相对整齐。粉料通常是使用切碎机，先将片状塑炼物切碎后，再使用粉碎机对碎片在此粉碎。粒料的处理主要利用挤出机处理初混物，将其挤成条状物，再利用机器上的旋刀，将条状物切成颗粒料。

1.3注意事项

在聚烯烃发泡母粒研制过程中，为降低树脂无法均匀分散的不良影响，还可采取优化策略，改进制作过程。首先，按照发气量多少、分解温度的高低、分解速度等不同性能，选择相应的发泡剂，并选择与发泡剂协同效果更优的发泡活性剂搭配使用。在发泡母粒的原料当中，依次加入不同分量的成核剂、分散剂、填充剂和交联剂，在LDPE载体基础上，挤出成分不同的发泡母粒。其次，按照特定比例，混合成分不同的发泡母粒和基体材料，注塑样条，对其性能进行检测，选择最合适的发泡母粒配方。将以上所配比的发泡母粒，有效加入至基体树脂当中，在特定的工艺条件和参数基础上，制作形成固定形状的模具，形成对应的发泡制品，深入分析其特征，确定最终合适的参数，进行后续生产制作。

2. 聚烯烃发泡母粒的应用

聚烯烃发泡母粒是制作泡沫塑料所需的重要成分，其生产制作、加工技术、都影响着泡沫塑料制品的质量，优化提升泡沫塑料制品的加工条件，有利于推动泡沫塑料生产工艺向自动化发展。所以，进一步研发制造不同特性的发泡母粒，使其分散性提高、含量提升、成本降低，对各行业具有重要意义。当前的发泡母粒加工工艺仍然相对稚嫩，在生产和应用方面还存在一定的发展空间。在之后，加工发泡母粒时，还应尽量升级技术，提高载体树脂与分散剂之间的粘合度，以技术工艺提高发泡母粒的发泡率等，进一步简化生产流程，降低生产成本，不断加大力度研发高性能发泡母粒，提高发泡母粒质量，满足市场多元需求。

结论：综上所述，发泡母粒研制过程中，使用聚合物基体、载体树脂、分散剂、发泡剂等混合形成高浓度分散体，将其进行特殊工艺加工，形成粒状物体，以此制作泡沫制品，能够有效提高发泡母粒生产制造质量，提高生产效率，解决以往泡沫制品加工过程中，使用普通发泡剂所存在的分散性差、计量不准等问题，节约原材料，提高制品质量，促进泡沫塑料产业的持续发展。

参考文献：

[1]张涵.发泡剂母粒对微发泡PP材料泡孔结构与力学性能的影响[J].上海塑料,2019,(04):27-31.

[2]龚维,何力,班大明.不同发泡剂对微发泡PP复合材料发泡及表面质量的影响[J].贵州师范大学学报(自然科学版),2019,37(01):15-19.