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第1章 绪论1

1.1 聚合物发泡材料的定义及分类1

1.1.1 发泡材料定义1

1.1.2 发泡材料分类2

1.2 泡孔结构及表征3

1.2.1 气体结构单元概念3

1.2.2 开孔结构和闭孔结构3

1.2.3 泡孔构型4

1.2.4 泡孔结构的表征6

1.3 发泡成型基础理论7

1.3.1 聚合物／气体溶液体系的形成7

1.3.2 泡孔成核理论7

1.3.3 气泡生长理论14

1.3.4 泡体固化及其非稳定过程17

1.4 新型发泡材料及技术特点19

参考文献21

第2章 新型发泡剂及其特性23

2.1 发泡剂种类与性能23

2.1.1 物理发泡剂24

2.1.2 化学发泡剂24

2.1.3 复合发泡剂29

2.2 发泡剂AC的改性33

2.2.1 纯AC发泡剂的不足与改性33

2.2.2 发泡剂的活化34

2.2.3 发泡剂粒子的微细化和分级38

2.2.4 提高分散性和模具的去垢39

2.2.5 发泡的抑制40

2.2.6 发泡剂复配41

2.3 吸热型发泡剂42

2.3.1 发泡剂特性42

2.3.2 典型产品及其性能43

2.4 吸-放热平衡型发泡剂44

2.4.1 吸-放热平衡型发泡剂特性及典型产品44

2.4.2 发泡效果比较45

2.5 氟里昂替代发泡剂46

2.5.1 臭氧层破坏机理及替代发泡剂要求47

2.5.2 第二代发泡剂——HCFCs48

2.5.3 第三代发泡剂51

2.5.4 其他零ODP值发泡剂59

2.6 物理发泡微胶囊60

2.6.1 制备原理60

2.6.2 原料选择62

2.6.3 制备方法及操作原则66

2.7 核-壳微球发泡剂67

2.8 母料型发泡剂68

参考文献68

第3章 氟里昂替代发泡技术71

3.1 聚氨酯HCFC-141b发泡技术71

3.1.1 HCFC-141b的理化性能71

3.1.2 与CFC-11发泡体系的性能比较及改进措施72

3.1.3 发泡成型工艺74

3.1.4 产品性能75

3.1.5 航天飞机失事引出的问题76

3.2 聚氨酯HFC-245fa发泡技术77

3.2.1 HFC-245fa的理化性能77

3.2.2 HFC-245fa组合料性质79

3.2.3 HFC-245fa发泡及产品性能80

3.3 聚氨酯环戊烷发泡技术83

3.3.1 环戊烷发泡剂的理化性能83

3.3.2 环戊烷模塑发泡成型设备85

3.3.3 环戊烷系聚氨酯组合料的物理性质88

3.3.4 环戊烷发泡及产品性能89

3.3.5 环戊烷发泡的安全措施92

3.4 聚氨酯混合烷烃发泡技术92

3.4.1 环戊烷-异戊烷混合发泡体系92

3.4.2 正戊烷-异戊烷混合发泡体系95

3.4.3 环戊烷-丁烷混合发泡体系96

3.4.4 不同烷烃发泡体系的优缺点比较96

3.5 聚氨酯全水发泡技术97

3.5.1 全水发泡技术路线分析97

3.5.2 全水发泡中各因素对泡沫性能的影响98

3.5.3 全水发泡聚醚多元醇研究进展100

3.5.4 全水发泡聚氨酯的配方、工艺及性能101

3.6 聚氨酯CO2发泡技术102

3.6.1 CO2发泡工艺特点103

3.6.2 液态CO2发泡的Cardio工艺104

3.6.3 液态CO2供液系统106

3.6.4 发泡设备改造108

3.6.5 与传统泡沫的比较及存在的问题110

3.7 丁烷及液化石油气挤出发泡技术111

3.7.1 丁烷挤出发泡EPE片材111

3.7.2 液化石油气挤出发泡EPE片材118

3.7.3 丁烷发泡挤塑XPS保温板121

3.8 EPS珠粒发泡成型126

3.8.1 EPS珠粒生产工艺126

3.8.2 EPS珠粒料发泡成型工艺129

3.9 水发泡材料及技术133

3.9.1 水发泡热塑性弹性体133

3.9.2 水发泡硅橡胶海绵136

3.9.3 水发泡聚乙烯绝缘同轴电缆137

3.9.4 水发泡聚苯乙烯139

3.9.5 水填充发泡剂母料139

参考文献140

第4章 降解发泡材料及技术142

4.1 可降解的合成树脂发泡材料142

4.1.1 聚苯乙烯降解发泡材料142

4.1.2 聚烯烃降解发泡材料146

4.1.3 生物降解型聚氨酯泡沫材料148

4.2 生物降解塑料的分类154

4.2.1 微生物合成型154

4.2.2 化学合成型154

4.2.3 天然高分子型155

4.3 微生物合成型生物降解发泡材料155

4.3.1 PHB的性能155

4.3.2 PHB发泡成型155

4.3.3 发泡PHB的降解特性156

4.4 化学合成型生物降解发泡材料157

4.4.1 PLA的性能157

4.4.2 PLA的改性158

4.4.3 PLA挤出发泡及应用159

4.5 天然高分子生物降解发泡材料161

4.5.1 淀粉基生物降解发泡材料161

4.5.2 植物纤维发泡材料175

4.5.3 存在的问题和发展前景184

参考文献185

第5章 聚氨酯发泡材料及技术187

5.1 反应注射成型技术187

5.1.1 原理、特点及应用187

5.1.2 反应注射成型工艺189

5.1.3 增强反应注射成型工艺190

5.1.4 结构反应注射成型工艺190

5.1.5 低密度结构增强反应注射成型工艺192

5.1.6 反应注射成型加工设备194

5.2 聚氨酯整皮泡沫塑料199

5.2.1 结构、性能及应用199

5.2.2 表皮形成原理200

5.2.3 配方及工艺控制201

5.2.4 模具设计203

5.2.5 采用环保发泡剂的整皮发泡工艺204

5.3 高回弹聚氨酯泡沫塑料206

5.3.1 性能及应用206

5.3.2 工艺流程207

5.3.3 配方及性能指标208

5.4 网状聚氨酯泡沫塑料210

5.4.1 结构及特性210

5.4.2 防火抑爆机理213

5.4.3 制备方法216

5.4.4 爆炸法工艺对泡沫网化的影响218

5.4.5 碱液法工艺对泡沫网化的影响221

5.4.6 应用222

5.5 变压发泡技术225

5.5.1 发泡原理226

5.5.2 配方及试验方法226

5.5.3 变压参数对泡沫结构的影响227

5.5.4 应用229

5.6 微孔聚氨酯弹性体230

5.6.1 合成原理230

5.6.2 分类及多元醇的影响231

5.6.3 鞋底材料的制备232

5.6.4 汽车用微孔弹性体235

5.7 聚氨酯泡沫塑料防腐保温管道238

5.7.1 结构和性能239

5.7.2 预制成型工艺240

5.7.3 预制工艺的选择243

5.8 其他新型聚氨酯发泡材料及技术245

5.8.1 双硬度聚氨酯泡沫塑料245

5.8.2 慢回弹聚氨酯泡沫塑料249

5.8.3 挤出发泡聚氨酯板材250

参考文献250

第6章 交联发泡材料及技术253

6.1 交联发泡聚乙烯253

6.1.1 结晶型聚合物发泡特性253

6.1.2 性能及应用255

6.1.3 辐射交联聚乙烯泡沫258

6.1.4 化学交联聚乙烯泡沫263

6.2 交联发泡线型低密度聚乙烯271

6.2.1 挤出常压交联发泡LLDPE271

6.2.2 模压交联发泡LLDPE272

6.3 交联发泡乙烯-乙酸乙烯酯共聚物272

6.3.1 注射交联发泡EVA273

6.3.2 模压交联发泡EVA275

6.4 交联发泡聚氯乙烯276

6.4.1 交联反应机理276

6.4.2 一步法模压交联PVC泡沫277

6.4.3 二步法交联高发泡软质PVC泡沫280

参考文献281

第7章 聚丙烯发泡材料及技术283

7.1 性能及应用283

7.1.1 性能特点283

7.1.2 应用领域284

7.2 发泡特性291

7.3 “熔体强度”概念及表征292

7.4 高熔体强度聚丙烯及其制备294

7.4.1 影响熔体强度的因素294

7.4.2 HMSPP的特性295

7.4.3 HMSPP制备工艺297

7.4.4 HMSPP树脂品种301

7.5 聚丙烯发泡技术发展现状303

7.6 聚丙烯发泡成型工艺306

7.6.1 模压交联发泡306

7.6.2 可发性聚丙烯珠粒发泡307

7.6.3 挤出后常压交联发泡311

7.6.4 直接挤出发泡316

7.6.5 共挤出发泡320

7.6.6 HMSPP发泡321

7.6.7 共混挤出发泡323

7.6.8 注射发泡324

参考文献328

第8章 微孔发泡材料及技术331

8.1 性能及应用331

8.2 微孔发泡成型原理333

8.2.1 超临界流体的性质333

8.2.2 超临界流体制备微孔发泡材料的基本原理335

8.3 微孔间歇发泡成型336

8.4 微孔挤出发泡成型338

8.4.1 成型工艺过程338

8.4.2 微孔挤出发泡与传统挤出发泡技术比较339

8.4.3 发泡剂注入及装置341

8.4.4 聚合物／气体均相体系形成机理及装置342

8.4.5 成核发泡机理及装置344

8.4.6 成型应用实例352

8.5 微孔注射发泡成型353

8.5.1 工艺特点353

8.5.2 工艺过程及装置355

8.5.3 超临界流体种类对成型的影响360

8.5.4 成型应用实例361

8.6 微孔发泡中空吹塑成型362

8.7 微孔发泡热成型362

8.8 微孔发泡塑料的其他制备方法363

8.8.1 相分离法363

8.8.2 压缩流体反溶剂沉淀法364

8.9 微孔发泡技术存在的不足364

参考文献365

第9章 低发泡与仿木发泡材料及技术367

9.1 挤出低发泡工艺及原理367

9.1.1 自由发泡工艺367

9.1.2 向内发泡工艺369

9.1.3 受限自由发泡工艺370

9.1.4 共挤出发泡工艺372

9.2 挤出低发泡设备372

9.3 聚氯乙烯低发泡板材373

9.3.1 PVC结皮低发泡板材373

9.3.2 PVC共挤出低发泡板材377

9.3.3 PVC芯层发泡瓦板378

9.4 低发泡仿木异型材及“合成木材”381

9.4.1 PVC低发泡异型材及模具设计381

9.4.2 带木纹的PVC低发泡仿木异型材385

9.4.3 带年轮状的PVC低发泡仿木异型材388

9.4.4 PS低发泡仿木异型材389

9.4.5 PU结构泡沫“合成木材”390

9.5 微发泡木塑复合材料395

9.5.1 PVC微发泡木塑复合材料396

9.5.2 PE微发泡木塑复合材料405

9.5.3 PP微发泡木塑复合材料408

9.5.4 PS微发泡木塑复合材料408

9.5.5 PU微发泡木塑复合材料408

9.6 聚氯乙烯低发泡管材409

9.6.1 单机挤出PVC结皮低发泡管409

9.6.2 双机共挤PVC芯层发泡管413

9.6.3 三机共挤出PVC芯层发泡管425

9.6.4 螺旋芯层发泡管428

9.7 聚氯乙烯低发泡钢塑共挤出型材430

9.7.1 性能和特点430

9.7.2 工艺流程431

9.7.3 设备及模具432

9.7.4 配方及工艺432

9.7.5 产品性能指标433

参考文献434

第10章 结构注射发泡材料及技术436

10.1 性能特点与应用436

10.2 发泡原理及工艺过程438

10.3 单组分结构注射发泡440

10.3.1 低压结构注射发泡440

10.3.2 高压结构注射发泡448

10.3.3 气体逆压结构注射发泡452

10.4 多组分结构注射发泡458

10.4.1 顺序注射发泡成型459

10.4.2 共注射发泡成型463

10.4.3 多组分注射发泡制品的原料选择466

10.4.4 多组分注射发泡的优势469

10.5 多工位结构注射发泡成型机组470

10.6 工艺参数对结构注射发泡成型的影响472

参考文献477

第11章 阻燃发泡材料及技术478

11.1 物质燃烧与阻燃原理478

11.1.1 燃烧机理478

11.1.2 阻燃作用原理480

11.1.3 阻燃剂的类别480

11.1.4 阻燃性能表征方法486

11.2 阻燃聚乙烯泡沫塑料487

11.2.1 PE泡沫的燃烧和阻燃机理487

11.2.2 PE泡沫的阻燃方法488

11.2.3 阻燃PE泡沫配方实例及其阻燃机理491

11.3 阻燃可发性聚苯乙烯泡沫塑料498

11.3.1 EPS泡沫用阻燃剂品种498

11.3.2 阻燃EPS泡沫生产工艺499

11.4 阻燃聚氯乙烯泡沫塑料504

11.4.1 硬质PVC泡沫的阻燃性505

11.4.2 软质PVC泡沫的阻燃性505

11.5 阻燃聚氨酯泡沫塑料508

11.5.1 PU泡沫燃烧和阻燃原理509

11.5.2 PU泡沫阻燃方法510

11.5.3 PU泡沫的无卤阻燃技术527

11.6 阻燃橡胶泡沫531

11.7 阻燃弹性体泡沫533

参考文献535

第12章 耐高温发泡材料及技术538

12.1 聚异氰脲酸酯泡沫塑料538

12.1.1 性能及应用539

12.1.2 PU-PIR泡沫塑料540

12.1.3 软面层PIR泡沫复合板541

12.1.4 PIR泡沫在航天飞机中的应用543

12.2 酚醛泡沫塑料544

12.2.1 性能特点544

12.2.2 发泡反应原理547

12.2.3 原料选择及配方550

12.2.4 酚醛树脂发泡成型方法及设备554

12.2.5 应用及产品开发555

12.3 环氧泡沫塑料559

12.3.1 性能及应用559

12.3.2 原料选择560

12.3.3 发泡成型方法563

12.3.4 电器灌封用环氧泡沫塑料的制备564

12.3.5 空心微珠填充环氧泡沫保温材料的制备565

12.4 聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料566

12.4.1 性能和特点567

12.4.2 工艺流程及发泡反应原理569

12.4.3 PMI泡沫的二次加工方法570

12.4.4 产品及应用571

12.5 聚酰亚胺泡沫塑料575

12.5.1 结构与分类576

12.5.2 性能特点576

12.5.3 PI泡沫的合成方法577

12.5.4 原料及生产工艺579

12.5.5 应用领域580

12.6 有机硅泡沫塑料582

12.6.1 性能及应用582

12.6.2 原料选择584

12.6.3 制备工艺及反应原理585

12.6.4 固体法、液体法制备有机硅泡沫的对比589

12.7 其他耐高温泡沫塑料589

12.7.1 改性BMI泡沫塑料589

12.7.2 PES泡沫塑料591

12.7.3 PEEK泡沫塑料592

12.7.4 PBI泡沫塑料594

12.7.5 PET泡沫塑料595

参考文献599

第13章 功能泡沫塑料601

13.1 抗静电泡沫材料601

13.1.1 泡沫材料的抗静电机理602

13.1.2 抗静电PU泡沫塑料603

13.1.3 抗静电聚烯烃泡沫608

13.1.4 抗静电硅橡胶泡沫610

13.2 吸波隐身泡沫塑料613

13.2.1 吸波材料的吸波原理613

13.2.2 吸波泡沫塑料的制造方法614

13.2.3 吸波泡沫塑料的性能616

13.2.4 吸波泡沫塑料的应用617

13.3 聚四氟乙烯多孔泡沫塑料618

13.3.1 成孔剂法618

13.3.2 拉伸法622

13.3.3 应用625

13.4 聚乳酸医学组织工程泡沫材料626

13.4.1 溶盐致孔法627

13.4.2 层压法628

13.4.3 超临界CO2法630

13.4.4 超临界CO2／盐析法631

13.5 ICF靶用低密度微孔泡沫塑料633

13.5.1 低密度氘代聚苯乙烯泡沫633

13.5.2 超低密度PMP泡沫638

13.6 聚酰亚胺纳米泡沫介电材料639

13.6.1 纳米泡孔形成原理及制备过程640

13.6.2 PI纳米泡沫材料合成方法642

13.6.3 影响纳米泡沫体结构和性能的因素645

13.7 化肥缓释泡沫塑料647

13.7.1 缓释PU泡沫材料的制备648

13.7.2 缓释效果及其影响因素648

13.8 抗菌除臭泡沫塑料649

13.8.1 茶多酚的功能与应用649

13.8.2 抗菌除臭PU泡沫的制备650

13.8.3 抗菌除臭效果及物理力学性能651

13.9 甲醛吸附泡沫塑料652

13.9.1 竹炭-PU泡沫复合材料的制备652

13.9.2 甲醛吸附性能测试方法652

13.9.3 甲醛吸附性能的影响因素653

参考文献654

第14章 开孔及吸水吸油吸声泡沫材料与技术656

14.1 开孔型泡沫材料656

14.1.1 开孔型泡沫制备方法及原理657

14.1.2 混合发泡法制备开孔硅橡胶泡沫658

14.1.3 溶析成孔发泡法制备开孔硅橡胶泡沫660

14.1.4 橡塑共混发泡开孔材料661

14.2 吸水性及防水性泡沫塑料663

14.2.1 吸水性能表征方法和概念664

14.2.2 PVF泡沫塑料664

14.2.3 吸水性PF泡沫塑料666

14.2.4 吸水性PU泡沫塑料672

14.2.5 挤出低发泡防水阻隔薄膜677

14.3 吸油性泡沫材料681

14.3.1 泡沫吸油机理681

14.3.2 PU泡沫的吸油性能683

14.3.3 废泡沫塑料的吸油性能683

14.4 汽车用阻油性泡沫浮子684

14.4.1 PP泡沫浮子684

14.4.2 纤维增强环氧树脂泡沫浮子685

14.4.3 NBR泡沫浮子687

14.4.4 PA泡沫浮子689

14.5 吸声泡沫材料691

14.5.1 多孔吸声材料的吸声原理及其分类692

14.5.2 PU基泡沫吸声材料693

14.5.3 PVC基泡沫吸声材料698

14.5.4 PP基泡沫吸声材料706

参考文献709

第15章 改性发泡材料及技术711

15.1 填充改性发泡材料711

15.1.1 CaCO3填充HDPE泡沫塑料711

15.1.2 重晶石粉填充软质PU泡沫塑料714

15.1.3 氢氧化铝填充PF泡沫塑料715

15.2 增强改性发泡材料717

15.2.1 玻璃纤维增强泡沫塑料717

15.2.2 PA短纤维增强泡沫塑料720

15.2.3 玻璃微珠增强泡沫塑料723

15.2.4 混杂增强泡沫塑料728

15.3 共混改性发泡材料730

15.3.1 聚烯烃共混改性发泡材料730

15.3.2 橡胶共混合金泡沫材料732

15.3.3 NBR/PVC二元橡塑共混发泡材料734

15.3.4 EPDM/PVC/EVA三元橡塑共混合金泡沫材料738

15.3.5 乳胶／EVA/LDPE/PVC四元橡塑共混合金泡沫材料742

15.4 共聚改性发泡材料745

15.4.1 PU改性PF泡沫塑料746

15.4.2 PF改性PU泡沫塑料748

15.5 纳米粒子改性发泡材料751

15.5.1 纳米CaCO3填充硬质PVC泡沫塑料751

15.5.2 纳米蒙脱土填充硬质PVC泡沫塑料753

15.5.3 纳米TiO2增强硬质PU泡沫塑料755

15.5.4 纳米SiO2对硬质PU泡沫性能的影响757

15.6 互穿聚合物网络发泡材料758

15.6.1 PU/VER互穿网络泡沫塑料758

15.6.2 PU/EP互穿网络硬质泡沫塑料761

参考文献763

第16章 其他发泡材料及技术765

16.1 共挤出包覆发泡成型技术765

16.1.1 发泡塑覆保温铜管765

16.1.2 发泡绝缘同轴电缆769

16.2 滚塑发泡成型技术782

16.2.1 成型特点及原理782

16.2.2 间歇滚塑发泡成型783

16.2.3 两步法连续滚塑发泡成型784

16.2.4 多步法连续滚塑发泡成型785

16.2.5 一步法连续滚塑发泡成型785

16.3 结皮中空吹塑发泡成型技术790

16.3.1 工艺流程791

16.3.2 原料选择791

16.3.3 成型装置792

16.3.4 产品性能及应用793

16.4 双向拉伸发泡薄膜794

16.4.1 发泡薄膜生产工艺795

16.4.2 LISIM技术与拉伸效果795

16.4.3 应用797

16.5 PVC泡沫人造革797

16.5.1 PVC泡沫人造革的发泡过程797

16.5.2 离型纸法生产PVC泡沫柔软革798

16.5.3 压延法生产PVC泡沫人造革801

16.5.4 压延法生产PVC发泡地板革802

16.6 橡胶及弹性体发泡材料805

16.6.1 三元EPDM发泡材料805

16.6.2 硅橡胶发泡材料811

16.6.3 TPE发泡材料815

16.7 微球复合泡沫材料817

16.7.1 微球复合泡沫材料与化学发泡材料的比较817

16.7.2 发展概况818

16.7.3 微球复合泡沫的分类、结构及密度819

16.7.4 微球复合泡沫制备工艺821

16.7.5 微球复合泡沫的应用822

16.7.6 闭孔碳微球泡沫的制备823

16.8 微波和超声波发泡技术823

16.8.1 微波发泡技术824

16.8.2 超声波发泡技术825

16.9 原位发泡技术826

16.9.1 多元丙烯酸酯聚合物泡沫的原位成型技术826

16.9.2 原位合成纳米SiO2制备PU泡沫塑料828

16.9.3 微发泡PVC/CaCO3原位复合制备纳米CaCO3母粒831

参考文献834

第17章 废旧泡沫塑料资源化再利用技术836

17.1 废旧泡沫复合建筑材料836

17.1.1 废旧泡沫超轻混凝土836

17.1.2 废旧泡沫保温砂浆838

17.1.3 废旧泡沫塑料-粉煤灰防水保温材料841

17.1.4 其他废旧泡沫建筑复合材料842

17.2 废旧聚苯乙烯泡沫再生利用技术843

17.2.1 简单再生843

17.2.2 再生制粒技术845

17.2.3 改性制涂料和油漆851

17.2.4 改性制黏合剂、密封剂860

17.2.5 改性制其他化工原料862

17.2.6 裂解回收再利用866

17.2.7 其他PS泡沫回收利用技术868

17.3 废旧聚氨酯泡沫再生利用技术869

17.3.1 粉碎法处理869

17.3.2 物理法回收利用869

17.3.3 化学方法回收利用871

17.3.4 燃烧回收热能876

17.4 废旧回收塑料的发泡成型技术876

17.4.1 PET回收料的发泡876

17.4.2 回收塑料的载体挤出发泡技术878

参考文献879