十几种泡沫塑料，被一点成核剂“拿捏了”

气泡成核

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泡沫塑料的成型方法

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塑料发泡常用组分

（1）发泡剂

发泡剂是泡沫塑料制备用的最主要组分，指能在塑料中形成泡孔结构而添加的一类助剂。按气体产生的方式可分为物理发泡剂（PBA）和化学发泡剂（CBA）两大类。物理发泡剂是指在发泡过程中组成不发生变化，仅由于物理状态发生变化而形成气泡的物质，化学发泡剂是指在发泡过程中受热分解释放出气体而形成气泡的物质，包括有机化合物和无机化合物。

（2）发泡助剂

发泡助剂是一类与发泡剂并用，可调节发泡剂分解温度与分解速度，并能改进发泡工艺，稳定泡沫结构和提高泡沫质量的一类助剂。按其作用不同可分为发泡促进剂、发泡抑制剂、泡沫稳定剂、催化剂、成核剂等。

（3）成核剂

成核剂也属于发泡助剂的一种，是为了得到泡孔均匀致密的泡沫而加入的一类物质。其中，物理成核剂主要品种有滑石粉、二氧化硅、碳酸钙、二氧化钛、硅藻土和高岭土等，这些往往也是降本和改性的填料。当发泡体系状态变化时，无机颗粒表面的孔穴处易形成热力学不稳定中心，从而引发气泡成核。

无机颗粒的表面形状影响成核效率，因此通常表面积较大的片状无机材料可用作成核剂，如滑石粉具有更高的成核效率；碳酸钙作为常用填料可改善力学性能，也有利于控制泡孔尺寸也常被采用；纳米黏土、碳纳米管等也可作为发泡成核剂。选对了成核剂，其应用效果关键在于纳米颗粒的分散程度以及粒径范围，约在800～2500目之间。

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发泡塑料无机成核剂应用技术

无机粉体材料是否影响塑料材料发泡性能发挥十分复杂，具体要看如下条件而定。

无机粉体尺寸：如果无机粉体的粒度大于10μm对于发泡有一定影响，但是如果无机粉体的粒度在5μm尺寸左右就基本没有任何影响了，就可以起到发泡成核剂的作用促进发泡成型了。

无机粉体的分散性：如果无机粉体在树脂中分散很均匀，保证没有团聚现象就不影响发泡成型。分散性好坏主要看表面处理好坏，如果无机粉体表面处理的彻底，完全改变了原来的亲水性为亲油性，可以不影响发泡成型。具体表面处理方式可以采用双亲处理方式，即用铝酸酯偶联剂/多元醇表面活性剂双重处理。

无机粉体含量：无机粉体加入量太低，熔体中形成不了足够的成核点，造成发泡倍率偏低；如果无机粉体加入量太高，是可以形成很多成核点，但是填充过大熔体强度太低，导致过多破泡，也同样降低发泡倍率。因此适宜的加入量可以促进发泡质量，一般建议最佳填充量为10%～30%。

无机粉体的含水量：如果无机粉体的含水量小于0.5%，填充基本不影响发泡成型。

值得一提的是，碳酸钙可以正面促进发泡有两个重要原因。

一是碳酸钙可以作为成核剂，吸附发泡气体形成气泡核，控制泡孔的数量，使泡孔更细。

二是碳酸钙可以改善树脂的熔体性能，自身刚性比较大的碳酸钙可以减缓熔体变形和移动能力，从而可以抑制泡孔过快膨胀，控制泡孔尺寸更细。

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碳酸钙、滑石粉成核剂研究进展

李浩等对微孔发泡木粉/聚丙烯复合材料的结晶行为与泡孔结构进行了测定与分析。结果表明：滑石粉的添加能够提高微孔发泡木粉/聚丙烯复合材料的结晶温度，诱导产生不完善的α晶型；能够提高聚合物基体的熔体黏度，减小泡孔尺寸，增加泡孔密度，促使泡孔尺寸分布更均匀。

何博研究了无机粒子对发泡零件泡孔形态及分布的影响，发现通过减小无机粒子粒径与适量添加纳米碳酸钙能够有效的提高发泡零件的泡孔密度，减小泡孔的尺寸，但是会增加平行方向的泡孔变形量，在纳米碳酸钙含量为6wt%时垂直方向泡孔形态最好，泡孔尺寸为37.6μm，而泡孔密度达到了3.14×10¹⁰个/cm³。

黄常翼等分别以纳米碳酸钙、纳米蒙脱土和纳米滑石粉作为成核剂，采用微孔发泡注射成型工艺制备了聚丙烯（PP）/乙烯-辛烯嵌段共聚物（OBC）发泡复合材料，研究了成核剂的种类和含量对PP/OBC发泡复合材料的发泡行为和冲击韧性的影响。结果表明，三种成核剂都能改善PP/OBC发泡复合材料的发泡行为。当成核剂的质量分数为6%时，PP/OBC/碳酸钙、PP/OBC/蒙脱土和PP/OBC/滑石粉发泡复合材料的泡孔密度分别提升了556.8%，518.2%，497.7%。

结语

目前许多碳酸钙等无机粉体生产企业和发泡材料生产企业都在研究细分领域的中高端产品。在粉体深加工技术方面，对粉体指标的控制和改性技术尤为重要；在发泡材料制备过程中，无机粉体成核剂的复配应用也是研究热点。

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