聚合物發(fā)泡材料品種眾多。對(duì)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。[1]

分類

發(fā)泡材料的分類方法較多，常見的有3種分類方法。[1]

（1）按硬度分類

可分為軟質(zhì)、硬質(zhì)和半硬質(zhì)3類。在23℃和50%的相對(duì)濕度下，各類泡沫塑料的彈性模量如下：軟質(zhì)泡沫塑料，彈性模量小于70 MPa；硬質(zhì)泡沫塑料，彈性模量大于700 MPa；半硬質(zhì)泡沫塑料，彈性模量為70-700MPa。

（2）按密度分類

可分為低發(fā)泡泡沫材料、中發(fā)泡泡沫材料和高發(fā)泡泡沫材料。各類泡沫材料的密度如下：低發(fā)泡泡沫材料，密度在0.4 g/cm3以上；中發(fā)泡泡沫材料，密度為0.1-0.4g/cm3；高發(fā)泡材料，密度在0.1g/cm3以下。

（3）按泡孔結(jié)構(gòu)分類

可分為開孔泡沫材料和閉孔泡沫材料。所含有的泡孔絕大多數(shù)相互連通的泡沫材料成為開孔泡沫材料。所含有的絕大多數(shù)互不連通的泡沫材料稱為閉孔泡沫材料。

泡沫塑料作為塑料的一個(gè)種類，由塑料和均勻分散的氣體組成，因此具有以下的特性。

1）密度低。泡沫塑料中有大量氣泡存在，其密度約為10-500 kg/m3，為非發(fā)泡塑料制品的幾分之一至幾十分之一。

2）隔熱性優(yōu)良。由于泡沫塑料中有大量氣泡存在，泡孔內(nèi)氣體的熱導(dǎo)率比塑料低很多，所以泡沫塑料的熱導(dǎo)率很低。

3）隔音效果好。泡沫塑料隔音效果是通過吸收聲波能量，使聲波不能反射傳遞而達(dá)到的。

4）比強(qiáng)度高。由于泡沫塑料密度低，比強(qiáng)度自然要比非發(fā)泡制品高。泡沫塑料的機(jī)械強(qiáng)度隨發(fā)泡倍數(shù)的增加而下降，一般以微孔或小孔泡沫塑料強(qiáng)度高。

不同的泡沫塑料除了上述共同性能外，還具有其他一些特殊的性能。

新型發(fā)泡材料及技術(shù)特點(diǎn)

新型發(fā)泡材料及技術(shù)特點(diǎn)可歸納為如下幾個(gè)方面：[1]

（1）環(huán)保發(fā)泡材料及技術(shù)

解決傳統(tǒng)氟利昂發(fā)泡劑破壞大氣臭氧層的問題，一直是世界各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)。近年來，低臭氧消耗潛值（ODP）、地球變暖潛值（GWP）的氟利昂替代發(fā)泡劑得到了大力的發(fā)展，如作為第二代發(fā)泡劑的氫氯氟烴發(fā)泡劑，第三代發(fā)泡劑如氫氟烴、烷烴、二氧化碳等發(fā)泡劑都逐步實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。在此基礎(chǔ)上推出了各種氟利昂替代發(fā)泡技術(shù)，如用于聚氨酯的HCFC-141b發(fā)泡、HFC-245fa發(fā)泡、環(huán)戊烷發(fā)泡、環(huán)戊烷-異戊烷發(fā)泡、全水發(fā)泡、二氧化碳發(fā)泡等技術(shù)，用于聚乙烯和聚苯乙烯的丁烷發(fā)泡技術(shù)，以及熱塑性彈性體、硅橡膠海綿、聚乙烯、聚苯乙烯的水發(fā)泡技術(shù)等，取得了較好的效果。而吸熱-放熱平衡型發(fā)泡劑、微膠囊發(fā)泡劑、母料型發(fā)泡劑等新型發(fā)泡劑的出現(xiàn)也為改善發(fā)泡效果提供了更優(yōu)的選擇。

（2）高性能發(fā)泡材料及技術(shù)

發(fā)泡材料具有輕質(zhì)、隔熱、隔音等特點(diǎn)，但要滿足特殊環(huán)境下的應(yīng)用要求，需要研制物理機(jī)械性能優(yōu)良的高性能泡沫材料。阻燃泡沫材料，如阻燃聚乙烯泡沫材料、阻燃聚苯乙烯泡沫材料、阻燃聚氯乙烯泡沫材料、阻燃聚氨酯泡沫材料、阻燃橡膠和彈性體泡沫材料等，由于阻燃性能提高，在某些場(chǎng)合的使用中能達(dá)到安全防火的要求。

而耐高溫泡沫材料則大大拓寬了泡沫材料的溫度使用范圍，能夠在150-200℃以上的高溫環(huán)境下長(zhǎng)期連續(xù)工作，有的甚至瞬時(shí)耐熱可高達(dá)540℃。酚醛泡沫塑料、環(huán)氧泡沫塑料、聚甲基丙烯酰亞胺（PMI）泡沫塑料、聚酰亞胺（PI）泡沫塑料、有機(jī)硅泡沫塑料等耐高溫型泡沫塑料作為高性能泡沫材料在航空航天、高速列車、艦船、軍事及其他特殊領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

泡沫材料還可通過改性發(fā)泡方法，如填充改性、增強(qiáng)改性、二元或多元共混改性、共聚改性及納米粒子增強(qiáng)改性、互穿網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，顯著提高某一方面或綜合力學(xué)性能。

（3）功能化發(fā)泡材料及技術(shù)

除了常見的包裝、建筑、絕熱等領(lǐng)域，具有特殊性能的泡沫材料作為功能材料在特殊場(chǎng)合發(fā)揮重要作用。如抗靜電泡沫材料用于電子元件和設(shè)備的包裝材料，吸波泡沫塑料用于吸收電磁波和防雷達(dá)探測(cè)的隱身材料，具有生物降解性的泡沫材料在醫(yī)學(xué)組織工程中用作細(xì)胞支架材料，氘代聚苯乙烯泡沫塑料和聚-4-甲基-1-戊烯（PMP）超低密度泡沫塑料在慣性約束聚變（ICF）研究中用作各種靶材料，納米級(jí)孔徑的聚酰亞胺泡沫塑料在微電子工業(yè)中用作具有超低介電常數(shù)的絕緣材料等。

具有開孔結(jié)構(gòu)的泡沫材料用作過濾、通水、透氣等方面的功能材料。典型開孔功能性泡沫材料還包括吸水性、親水性的泡沫塑料，用于處理海洋溢油的吸油性泡沫塑料，用于消除噪聲污染和提高潛艇靜音能力的吸聲性泡沫材料，用于緩解化肥的泡沫塑料，具有抗菌除臭功能的泡沫塑料及可吸附甲醛、具有氣體凈化功能的泡沫塑料等。

此外，不同于普通開孔泡沫材料的網(wǎng)狀聚氨酯泡沫材料在飛機(jī)、艦船和坦克等軍用裝備的燃油箱中起到獨(dú)一無二的防火抑爆作用。

（4）發(fā)泡材料的降解與回收

為了消除“白色污染”，具有光-生物降解性和生物降解性的泡沫材料得到了迅速發(fā)展。如以聚乳酸（PLA）、聚羥基丁酸酯（PHB）為代表的生物降解發(fā)泡材料，以及淀粉、植物纖維等天然高分子的生物降解發(fā)泡材料。聚丙烯發(fā)泡材料作為高耐熱、物理機(jī)械性能優(yōu)良的環(huán)境適應(yīng)性發(fā)泡材料，也受到了人們的青睞，成為國(guó)內(nèi)外研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。

另一方面，廢棄泡沫材料的回收再資源化是減少資源浪費(fèi)、合理利用能源、進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的重要途徑。廢舊泡沫材料的資源化再利用技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展，如廢舊泡沫材料與水泥、混凝土、粉煤灰等混合制成各種輕質(zhì)建筑復(fù)合材料，或通過簡(jiǎn)單再生、制粒、改性制涂料和油漆等各種化工原料、裂解回收等，提高了廢舊泡沫材料的資源化再利用效能，此外廢舊回收塑料的發(fā)泡技術(shù)也使廢舊塑料能得到綜合利用。

（5）發(fā)泡新工藝、新產(chǎn)品

除了傳統(tǒng)常見的擠出、模壓發(fā)泡等工藝，近年來又出現(xiàn)了一些發(fā)泡新工藝、新產(chǎn)品或?qū)υ屑夹g(shù)的改進(jìn)。如采用超臨界流體技術(shù)制備的微孔發(fā)泡塑料由于泡孔直徑小、泡孔密度高，既能基本維持原有塑料的基本機(jī)械性能，又能使材料的密度下降；結(jié)構(gòu)注射發(fā)泡材料對(duì)于節(jié)約材料和制造輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高剛度、尺寸穩(wěn)定性好的大型結(jié)構(gòu)件具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)；低發(fā)泡型材、結(jié)構(gòu)泡沫合成木材和低發(fā)泡木纖維/塑料復(fù)合材料作為發(fā)泡制品和仿木新材料在保護(hù)資源方面具有重要意義。

此外，滾塑發(fā)泡成型、結(jié)皮中空吹塑發(fā)泡、擠出低發(fā)泡吹塑薄膜、雙向拉伸發(fā)泡薄膜、微球復(fù)合泡沫材料、發(fā)泡絕緣同軸電纜等新工藝和新產(chǎn)品得到了人們的重視和研究，超聲波振動(dòng)、原位技術(shù)等在發(fā)泡成型中的應(yīng)用也引起了人們的極大興趣。

應(yīng)用

聚合物發(fā)泡材料在家庭日常用品、交通工具、絕緣材料、包裝材料、電器、運(yùn)動(dòng)設(shè)施、電子產(chǎn)品和化學(xué)以及紡織等行業(yè)中廣泛應(yīng)用，高性能的泡沫塑料則在軍事、航空航天等尖端領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。[1]

定義

聚合物發(fā)泡材料品種眾多。對(duì)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。[1]

分類

發(fā)泡材料的分類方法較多，常見的有3種分類方法。[1]

（1）按硬度分類

可分為軟質(zhì)、硬質(zhì)和半硬質(zhì)3類。在23℃和50%的相對(duì)濕度下，各類泡沫塑料的彈性模量如下：軟質(zhì)泡沫塑料，彈性模量小于70 MPa；硬質(zhì)泡沫塑料，彈性模量大于700 MPa；半硬質(zhì)泡沫塑料，彈性模量為70-700MPa。

（2）按密度分類

可分為低發(fā)泡泡沫材料、中發(fā)泡泡沫材料和高發(fā)泡泡沫材料。各類泡沫材料的密度如下：低發(fā)泡泡沫材料，密度在0.4 g/cm3以上；中發(fā)泡泡沫材料，密度為0.1-0.4g/cm3；高發(fā)泡材料，密度在0.1g/cm3以下。

（3）按泡孔結(jié)構(gòu)分類

可分為開孔泡沫材料和閉孔泡沫材料。所含有的泡孔絕大多數(shù)相互連通的泡沫材料成為開孔泡沫材料。所含有的絕大多數(shù)互不連通的泡沫材料稱為閉孔泡沫材料。

泡沫塑料作為塑料的一個(gè)種類，由塑料和均勻分散的氣體組成，因此具有以下的特性。

1）密度低。泡沫塑料中有大量氣泡存在，其密度約為10-500 kg/m3，為非發(fā)泡塑料制品的幾分之一至幾十分之一。

2）隔熱性優(yōu)良。由于泡沫塑料中有大量氣泡存在，泡孔內(nèi)氣體的熱導(dǎo)率比塑料低很多，所以泡沫塑料的熱導(dǎo)率很低。

3）隔音效果好。泡沫塑料隔音效果是通過吸收聲波能量，使聲波不能反射傳遞而達(dá)到的。

4）比強(qiáng)度高。由于泡沫塑料密度低，比強(qiáng)度自然要比非發(fā)泡制品高。泡沫塑料的機(jī)械強(qiáng)度隨發(fā)泡倍數(shù)的增加而下降，一般以微孔或小孔泡沫塑料強(qiáng)度高。

不同的泡沫塑料除了上述共同性能外，還具有其他一些特殊的性能。

新型發(fā)泡材料及技術(shù)特點(diǎn)

新型發(fā)泡材料及技術(shù)特點(diǎn)可歸納為如下幾個(gè)方面：[1]

（1）環(huán)保發(fā)泡材料及技術(shù)

解決傳統(tǒng)氟利昂發(fā)泡劑破壞大氣臭氧層的問題，一直是世界各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)。近年來，低臭氧消耗潛值（ODP）、地球變暖潛值（GWP）的氟利昂替代發(fā)泡劑得到了大力的發(fā)展，如作為第二代發(fā)泡劑的氫氯氟烴發(fā)泡劑，第三代發(fā)泡劑如氫氟烴、烷烴、二氧化碳等發(fā)泡劑都逐步實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。在此基礎(chǔ)上推出了各種氟利昂替代發(fā)泡技術(shù)，如用于聚氨酯的HCFC-141b發(fā)泡、HFC-245fa發(fā)泡、環(huán)戊烷發(fā)泡、環(huán)戊烷-異戊烷發(fā)泡、全水發(fā)泡、二氧化碳發(fā)泡等技術(shù)，用于聚乙烯和聚苯乙烯的丁烷發(fā)泡技術(shù)，以及熱塑性彈性體、硅橡膠海綿、聚乙烯、聚苯乙烯的水發(fā)泡技術(shù)等，取得了較好的效果。而吸熱-放熱平衡型發(fā)泡劑、微膠囊發(fā)泡劑、母料型發(fā)泡劑等新型發(fā)泡劑的出現(xiàn)也為改善發(fā)泡效果提供了更優(yōu)的選擇。

（2）高性能發(fā)泡材料及技術(shù)

發(fā)泡材料具有輕質(zhì)、隔熱、隔音等特點(diǎn)，但要滿足特殊環(huán)境下的應(yīng)用要求，需要研制物理機(jī)械性能優(yōu)良的高性能泡沫材料。阻燃泡沫材料，如阻燃聚乙烯泡沫材料、阻燃聚苯乙烯泡沫材料、阻燃聚氯乙烯泡沫材料、阻燃聚氨酯泡沫材料、阻燃橡膠和彈性體泡沫材料等，由于阻燃性能提高，在某些場(chǎng)合的使用中能達(dá)到安全防火的要求。

而耐高溫泡沫材料則大大拓寬了泡沫材料的溫度使用范圍，能夠在150-200℃以上的高溫環(huán)境下長(zhǎng)期連續(xù)工作，有的甚至瞬時(shí)耐熱可高達(dá)540℃。酚醛泡沫塑料、環(huán)氧泡沫塑料、聚甲基丙烯酰亞胺（PMI）泡沫塑料、聚酰亞胺（PI）泡沫塑料、有機(jī)硅泡沫塑料等耐高溫型泡沫塑料作為高性能泡沫材料在航空航天、高速列車、艦船、軍事及其他特殊領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

泡沫材料還可通過改性發(fā)泡方法，如填充改性、增強(qiáng)改性、二元或多元共混改性、共聚改性及納米粒子增強(qiáng)改性、互穿網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，顯著提高某一方面或綜合力學(xué)性能。

（3）功能化發(fā)泡材料及技術(shù)

除了常見的包裝、建筑、絕熱等領(lǐng)域，具有特殊性能的泡沫材料作為功能材料在特殊場(chǎng)合發(fā)揮重要作用。如抗靜電泡沫材料用于電子元件和設(shè)備的包裝材料，吸波泡沫塑料用于吸收電磁波和防雷達(dá)探測(cè)的隱身材料，具有生物降解性的泡沫材料在醫(yī)學(xué)組織工程中用作細(xì)胞支架材料，氘代聚苯乙烯泡沫塑料和聚-4-甲基-1-戊烯（PMP）超低密度泡沫塑料在慣性約束聚變（ICF）研究中用作各種靶材料，納米級(jí)孔徑的聚酰亞胺泡沫塑料在微電子工業(yè)中用作具有超低介電常數(shù)的絕緣材料等。

具有開孔結(jié)構(gòu)的泡沫材料用作過濾、通水、透氣等方面的功能材料。典型開孔功能性泡沫材料還包括吸水性、親水性的泡沫塑料，用于處理海洋溢油的吸油性泡沫塑料，用于消除噪聲污染和提高潛艇靜音能力的吸聲性泡沫材料，用于緩解化肥的泡沫塑料，具有抗菌除臭功能的泡沫塑料及可吸附甲醛、具有氣體凈化功能的泡沫塑料等。

此外，不同于普通開孔泡沫材料的網(wǎng)狀聚氨酯泡沫材料在飛機(jī)、艦船和坦克等軍用裝備的燃油箱中起到獨(dú)一無二的防火抑爆作用。

（4）發(fā)泡材料的降解與回收

為了消除“白色污染”，具有光-生物降解性和生物降解性的泡沫材料得到了迅速發(fā)展。如以聚乳酸（PLA）、聚羥基丁酸酯（PHB）為代表的生物降解發(fā)泡材料，以及淀粉、植物纖維等天然高分子的生物降解發(fā)泡材料。聚丙烯發(fā)泡材料作為高耐熱、物理機(jī)械性能優(yōu)良的環(huán)境適應(yīng)性發(fā)泡材料，也受到了人們的青睞，成為國(guó)內(nèi)外研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。

另一方面，廢棄泡沫材料的回收再資源化是減少資源浪費(fèi)、合理利用能源、進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的重要途徑。廢舊泡沫材料的資源化再利用技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展，如廢舊泡沫材料與水泥、混凝土、粉煤灰等混合制成各種輕質(zhì)建筑復(fù)合材料，或通過簡(jiǎn)單再生、制粒、改性制涂料和油漆等各種化工原料、裂解回收等，提高了廢舊泡沫材料的資源化再利用效能，此外廢舊回收塑料的發(fā)泡技術(shù)也使廢舊塑料能得到綜合利用。

（5）發(fā)泡新工藝、新產(chǎn)品

除了傳統(tǒng)常見的擠出、模壓發(fā)泡等工藝，近年來又出現(xiàn)了一些發(fā)泡新工藝、新產(chǎn)品或?qū)υ屑夹g(shù)的改進(jìn)。如采用超臨界流體技術(shù)制備的微孔發(fā)泡塑料由于泡孔直徑小、泡孔密度高，既能基本維持原有塑料的基本機(jī)械性能，又能使材料的密度下降；結(jié)構(gòu)注射發(fā)泡材料對(duì)于節(jié)約材料和制造輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高剛度、尺寸穩(wěn)定性好的大型結(jié)構(gòu)件具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)；低發(fā)泡型材、結(jié)構(gòu)泡沫合成木材和低發(fā)泡木纖維/塑料復(fù)合材料作為發(fā)泡制品和仿木新材料在保護(hù)資源方面具有重要意義。

此外，滾塑發(fā)泡成型、結(jié)皮中空吹塑發(fā)泡、擠出低發(fā)泡吹塑薄膜、雙向拉伸發(fā)泡薄膜、微球復(fù)合泡沫材料、發(fā)泡絕緣同軸電纜等新工藝和新產(chǎn)品得到了人們的重視和研究，超聲波振動(dòng)、原位技術(shù)等在發(fā)泡成型中的應(yīng)用也引起了人們的極大興趣。

導(dǎo)讀： 發(fā)泡材料的分類方法較多，常見的有3種分類方法。 按硬度分類 可分為軟質(zhì)、硬質(zhì)和半硬質(zhì)3類。在23℃和50%的相對(duì)濕度下，各類泡沫塑料的彈性模量如下:軟質(zhì)泡沫塑料，彈性模量小于70 MPa;硬質(zhì)泡沫塑料，彈性模量大于700 MPa;半硬質(zhì)泡沫塑料，彈性模量為70-700MPa。 按密度分類 可分為低發(fā)泡泡沫材料、中發(fā)泡泡沫材料和高發(fā)泡泡沫材料。各類泡沫材料的密度

發(fā)泡材料的分類方法較多，常見的有3種分類方法。

按硬度分類

可分為軟質(zhì)、硬質(zhì)和半硬質(zhì)3類。在23℃和50%的相對(duì)濕度下，各類泡沫塑料的彈性模量如下:軟質(zhì)泡沫塑料，彈性模量小于70 MPa;硬質(zhì)泡沫塑料，彈性模量大于700 MPa;半硬質(zhì)泡沫塑料，彈性模量為70-700MPa。

按密度分類

可分為低發(fā)泡泡沫材料、中發(fā)泡泡沫材料和高發(fā)泡泡沫材料。各類泡沫材料的密度如下:低發(fā)泡泡沫材料，密度在0.4 g/cm以上;中發(fā)泡泡沫材料，密度為0.1-0.4g/cm;高發(fā)泡材料，密度在0.1g/cm以下。

按泡孔結(jié)構(gòu)分類

可分為開孔泡沫材料和閉孔泡沫材料。所含有的泡孔絕大多數(shù)相互連通的泡沫材料成為開孔泡沫材料。所含有的絕大多數(shù)互不連通的泡沫材料稱為閉孔泡沫材料。

泡沫塑料作為塑料的一個(gè)種類，由塑料和均勻分散的氣體組成，因此具有以下的特性。

1)密度低。泡沫塑料中有大量氣泡存在，其密度約為10-500 kg/m，為非發(fā)泡塑料制品的幾分之一至幾十分之一。

2)隔熱性優(yōu)良。由于泡沫塑料中有大量氣泡存在，泡孔內(nèi)氣體的熱導(dǎo)率比塑料低很多，所以泡沫塑料的熱導(dǎo)率很低。

3)隔音效果好。泡沫塑料隔音效果是通過吸收聲波能量，使聲波不能反射傳遞而達(dá)到的。

4)比強(qiáng)度高。由于泡沫塑料密度低，比強(qiáng)度自然要比非發(fā)泡制品高。泡沫塑料的機(jī)械強(qiáng)度隨發(fā)泡倍數(shù)的增加而下降，一般以微孔或小孔泡沫塑料強(qiáng)度高。

不同的泡沫塑料除了上述共同性能外，還具有其他一些特殊的性能。

*文章為作者獨(dú)立觀點(diǎn)，不代表造價(jià)通立場(chǎng)，除來源是“造價(jià)通”外。

高分子聚合物發(fā)泡材料類別包括多異氰酸酯類、聚醚多元醇類、聚酯多元醇類、聚合物多元醇類、聚脲多元醇類，其中種類不同，下游應(yīng)用也不盡相同。

高分子聚合物發(fā)泡材料類別是聚氨酯發(fā)泡系列材料。

標(biāo)簽：別是聚合物發(fā)泡