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3、聚苯乙烯泡沫填充方案

根据聚苯乙烯泡沫填充料所占的体积百分比，我们可以有三种填充类型：聚氨酯主体型、聚苯乙烯主体型、复合型。由于聚苯乙烯不可能成为连续，所以不论聚苯乙烯泡沫填充料所占的体积百分比是多少，其连续相都是聚氨酯。

（1）聚氨酯主体型

聚氨酯的体积百分比大于50，即主要成分是聚氨酯，基组合形态见图1。聚苯乙烯泡沫的密度比聚氨酯泡沫小，因此在反应初期，会因为聚苯乙烯的漂浮作用而产后分层现象，导致整体密度的不均，随着反应的进行，聚氨酯的粘度越来越大，聚苯乙烯泡沫的漂浮移动就难以进行下去。因此，反应初期应该加强搅拌或对聚苯乙烯泡沫实行定量加载。在聚氨酯主体型中，聚苯乙烯泡沫仅占较少部分，所以，反应前的流动性、整体成本缘由:、整体刚性等指标下降并不是太多。

（2）聚苯乙烯主体型

与上相反，聚苯乙烯主体型说不得是聚苯乙烯泡沫体积百分比大于50，即主要成分是聚苯乙烯泡沫，其组合形态见图2。从图2可以看出，聚苯乙烯泡沫颗粒有相当一部分是互相靠在一起的，有时还可能形成比较大的封闭间隙空间。这种结构形态的整体成本下降比较大，反应前的流动性不好。当聚氨酯含量太小时，因为封闭的的间隙空间相对较大，流动性又不好，有可能造成聚氨酯泡沫不能完全充满间隙空间的现象。根据实验的结果，当聚苯乙烯泡沫含量超过来80%时，极易出现这种情况，此时，不但使整体导热系数大大降低，而且，由于聚苯乙烯泡沫颗粒之间的聚氨酯厚度太小，使整体刚性也大大下降。

（3）复合型

1、反应温度

聚氨酯的发泡反应理论上可以在常温下进行，反应速度随反温度的增加，反应过程的本身也是一个放热，但是，聚苯乙烯泡沫颗粒的最高耐温为110oC左右，过高的温度会使聚苯乙烯泡沫塌陷，而聚氨酯发泡反应的局部温度有可能超过这个允许的温度，因此，必须采取措施防止这种情况发生。防止温度过高的方法有二：其一是降低操作温度，即环境温度；其二是加热搅拌，使反应热尽快散发。

2、预混

为了防止整体密度不均，聚苯乙烯泡沫颗粒与聚氨酯原料一定专业磨料要充分混合均匀，问题是聚氨酸的反应速度比较快，有可能混合没有完成之前反草莓应就结束了，所以，应该采用预混工序，让聚苯乙烯泡沫颗粒先与聚氨酯的一个组分混合均匀，再与另外一个组分混合。

3、发泡成型要以是模制成型或浇注成型，无论哪种方式，都是一个充填过程。为了防止成型前发泡，成型过程必须尽快完成，因为随着反应过程的进行，聚氨酯的粘度会迅速上升流动迅速下降。最好将混合和发泡成型合二为一，在一套混合浇注装置中一次完成，这需要设计专门的装置。

三、主要物理性能

1、整体密度

聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫颗粒实际上是一种机械混合物，如果不考虑密度分布的不均匀性，整体密度应该是它们二者算术平均值，也即整体密度与聚苯乙烯泡沫颗粒的百分比含量是线性关系，如图3

2、整体导热系数

虽然聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫都是优良的保温绝热材料，但是它们的导热系数却相差比较大（见表1），由传热的性质可知，整体导热系数大的一方偏移，整体导热系数与聚苯乙烯泡沫颗粒的百分比含量呈非线性关系，如图3所示。由图3可知，整体导热系数大于聚氨酯泡沫的导数系数，小于聚苯乙烯泡沫导热系数。而且，聚苯乙烯 泡沫对整体导热系数的影响比较大。

另外，在100%处，不存在聚氨酯泡沫相，而聚苯乙烯泡沫又无法填满整个空间，即有相当一部分空间是空气，两个曲线都出现了跳跃，图3中的100%点实际旧一个预测的延伸点，在实际操作中，由于不存在聚氨酯泡沫相，因而这个没有任何意义。

3、拉伸强度

聚除生产金属粉以外苯乙泡沫破碎料的表面是凹凸不平的，使结合表面积增大，结合强度增大，如果结合强度比聚苯乙烯泡沫的拉伸强度小，则材料会沿聚氨酯泡沫相断裂，其断裂口是参差不齐的；反之，如果结合强度比聚苯乙烯泡沫的拉伸强度大，则材料会沿整体断裂，断裂口是整齐的一条线，从实验的结果看，如果聚氨酯为自由发泡，聚氨酯泡沫相的密度和拉伸强度为聚氨酯泡沫相的强；如果聚氨酯为非自由发泡，则聚氨酯泡沫相的密度和拉伸强度都比较大，断裂口呈现整核桃壳齐的线形，其有效强度为聚氨酯泡沫相的强度。此时，因为聚氨酯泡沫相不是百分之百，所以，整体强度也呈下降的趋势。综上所述，整体强度随着聚苯乙烯泡沫含量的增加而急剧下降。

四、结束语

从实验结果来看，复合泡沫的整体物理机械性能与各组分的百分比含量有关。不同的PS泡沫含量对整体密度、整体导热系数有一定影响，但由于聚氨泡沫和聚苯乙烯泡沫都有优良的保温隔音材料，故从保温隔音这一使用性能要求上讲，整体性能不会受到太大的影响。但是，聚苯乙烯泡沫含量对复合泡的整体拉伸强度影响较大，当聚苯乙烯泡沫含量达到70%时，复合泡沫材料的拉伸强度会变得很小，此时，复合泡沫材料只能用作填充性的保温隔音夹材料。作结构件用时，聚苯乙烯泡沫含量最好不要超过55%。

用聚苯乙烯泡沫来填充聚氨酯泡沫塑料对其主要物理性能没有太大的影响，其成本却大大降低，特别是采用来源广泛的聚苯乙烯泡沫回收料。另外，对聚苯乙烯泡沫回收料的品质没有过高的要求，这是因为聚氨酯泡沫塑料相对最早用于血汗管而言也是聚苯乙烯泡沫颗粒的填充相，并且具有较好的粘结性，其反应过程伴随有水的参与，因此，聚苯乙烯泡沫颗粒中的一般性杂质、清洗后的残留水份都不会对最终的复合泡沫塑料造成太大的影响，这种工艺不失为一种综合效益比较好的方法。

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