發(fā)泡材料概述

發(fā)泡材料,也稱發(fā)泡劑,是指能在物質(zhì)內(nèi)部氣化產(chǎn)生氣泡使之成為多孔物質(zhì)的發(fā)泡的物質(zhì),如制造泡沫塑料、泡沫橡膠、泡沫樹脂、發(fā)泡食品(饅頭、包子、面包、蛋糕)等,發(fā)泡材料可分為化學發(fā)泡材料、物理發(fā)泡材料和表面活性劑三大類。

軟質(zhì)發(fā)泡材料由于用途廣泛，與國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)行業(yè)息息相關(guān)，多年來一直保持20%左右的穩(wěn)定持續(xù)的增長。根據(jù)《中國高分子發(fā)泡材料行業(yè)產(chǎn)需預測與發(fā)展模式轉(zhuǎn)型分析報告前瞻》數(shù)據(jù)顯示，2008下半年到2009上半年期間，受全球金融危機的影響，國內(nèi)經(jīng)濟出現(xiàn)一定的下滑，相關(guān)出口貿(mào)易受到較大影響，軟質(zhì)發(fā)泡材料行業(yè)發(fā)展速度放緩。2008年市場規(guī)模為54.83億元，同比增長11.58%，2009年市場規(guī)模為61.19億元，同比增長率為11.60%，相比前兩年，均有不同程度的下降。從2009年下半年開始，全球經(jīng)濟開始復蘇，國內(nèi)的家電、電子產(chǎn)品以及體育休閑等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展開始慢慢恢復金融危機前的發(fā)展速度。預計在2010年后，我國軟質(zhì)發(fā)泡材料行業(yè)將有持續(xù)的快速發(fā)展，預計年增長率將超過15%，到2012年市場規(guī)模將達到100億元。

軟質(zhì)發(fā)泡材料是以塑料(PE、EVA等)、橡膠(SBR、CR等)等原材料，加以催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑等輔料，通過物理發(fā)泡或交聯(lián)發(fā)泡，使塑料和橡膠中出現(xiàn)大量細微泡沫，體積增加，密度減少，軟質(zhì)發(fā)泡材料質(zhì)量輕、柔軟度好，具備緩沖、吸音、吸震、保溫、過濾等功能，廣泛應用于電子、家電、汽車、體育休閑等行業(yè)。

結(jié)構(gòu)泡沫材料是以塑料(PVC、PET等)等為基礎(chǔ)，通過貫穿的芳香酰胺聚合網(wǎng)絡修正的發(fā)泡材料，與軟質(zhì)發(fā)泡材料一樣密度很低、但具有很高的強度，適用于要求材料輕、強度高的高端領(lǐng)域，主要應用于風力發(fā)電、軌道交通、游艇、航空航天、建筑節(jié)能等行業(yè)。

高分子材料等新材料領(lǐng)域一直是國家重點支持的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，尤其是在2010年發(fā)布的《國務院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》中，更是將“新材料”行業(yè)列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，并出臺了多項技術(shù)研發(fā)、財政等方面的鼓勵政策。另外，近年來我國在高分子發(fā)泡材料生產(chǎn)工藝上實現(xiàn)了多項創(chuàng)新，產(chǎn)品性能逐漸提升，應用領(lǐng)域也日益拓寬，這些都將進一步助推高分子發(fā)泡材料行業(yè)實現(xiàn)更快的發(fā)展。

化學發(fā)泡材料是經(jīng)加熱分解后能釋放出二氧化碳和氮氣等氣體，并在塑料、橡膠、樹脂、食品的組成中形成分散而較均勻細孔的化合物。可分為有機發(fā)泡材料和無機發(fā)泡材料。

有機發(fā)泡材料主要有以下幾類：

1．偶氮化合物；

2．磺酰肼類化合物

3．亞硝基化合物。

無機發(fā)泡材料主要有以下幾類：

碳酸氫鈉、碳酸鈉是都屬無機發(fā)泡材料，白色粉末，分解溫度約為100-140℃，并放出部分CO2，到270℃時失去全部CO2。溶于水而不溶于醇。

泡沫細孔是通過某一種物質(zhì)的物理形態(tài)的變化，即通過壓縮氣體的膨脹、液體的揮發(fā)或固體的溶解而形成，那么這種物質(zhì)就稱作物理發(fā)泡劑。

常用的物理發(fā)泡劑有低沸點的烷烴和氟碳化合物。

1．正戊烷

2．正己烷

3．正庚烷

4．石油醚（石腦油）

5．三氯氟甲烷（簡稱Freon11）

6．二氯二氟甲烷（簡稱Freon12）

7．二氯四氟乙烷（簡稱Freon114）

陰離子表面活性劑水溶液在機械作用力引入空氣的情況下，產(chǎn)生大量泡沫，在紙面石膏板、發(fā)泡混凝土領(lǐng)域大量應用。

發(fā)泡劑均具有較高的表面活性，能有效降低液體的表面張力，并在液膜表面雙電子層排列而包圍空氣，形成氣泡，再由單個氣泡組成泡沫。發(fā)泡劑的實質(zhì)就是它的表面活性作用。沒有表面活性作用，就不能發(fā)泡，也就不能成為發(fā)泡劑，表面活性是發(fā)泡的核心。

常用的表面活性劑類發(fā)泡材料有：

1．十二烷基硫酸鈉（K12）

2．脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES）

3．松香皂類發(fā)泡劑

4．動植物蛋白類發(fā)泡劑

5．紙漿廢液等。

聚合物發(fā)泡材料是指以聚合物(塑料、橡膠、彈性體或天然高分子材料)為基礎(chǔ)而其內(nèi)部具有無數(shù)氣泡的微孔材料，也可以視為以氣體為填料的復合材料。

聚合物發(fā)泡材料品種眾多。對于塑料，大多數(shù)熱塑性塑料和熱固性塑料都能加工成泡沫塑料。典型的發(fā)泡材料如聚氨酯(PU)泡沫、聚苯乙烯(PS)泡沫。聚烯烴泡沫、聚氯乙烯(PVC)泡沫、酚醛泡沫、環(huán)氧化物樹脂泡沫等熱塑性和熱固性泡沫塑料，丁腈橡膠泡沫、熱塑性彈性體泡沫及發(fā)泡淀粉、發(fā)泡植物纖維等天然高分子發(fā)泡材料。