根据使用的发泡剂类型,发泡注射成型可分为物理发泡注射成型和化学发泡注射成型两大类。
发泡注射成型工艺过程(见图)包括:①聚合物/气体均相溶液制备。对于化学发泡注射成型,化学发泡剂与固态聚合物原料在加入注塑机料斗前混合均匀,然后在利用注塑机螺杆与料筒实现固态聚合物熔融塑化的过程中,化学发泡剂因受热分解而产生气体,气体均匀地扩散到聚合物熔体中,从而获得熔融态聚合物/气体均相溶液。而对于物理发泡注射成型,需要采用专门的装置将物理发泡剂定量均匀地注入已完成塑化的聚合物熔体中,从而获得熔融态聚合物/气体均相溶液。②模内发泡。注射系统将高压熔融态聚合物/发泡剂均相溶液注射到模具型腔中,由于均相溶液压力迅速降低,溶解的气体因过饱和而从聚合物基体中析出成核,然后,泡核因气体不断扩散入内而逐渐长大。③冷却定型。泡孔生长过程中,聚合物熔体在低温模具的作用下不断冷却,最后形成具有多孔结构的聚合物制品。
与常规注射成型工艺相比,发泡注射成型节省原材料、生产周期短、机械能耗低、生产成本低,其产品具有内部残余应力小、尺寸稳定性高,尺寸精度高等优点。在发泡注射成型的基础上,已经发展出多种衍生工艺,最突出的是微孔发泡注射成型工艺。它是一种以热塑性塑料为基体、超临界流体(一般为超临界氮气或超临界二氧化碳)为物理发泡剂,生产内部含有大量微米级泡孔结构制件的新型注射成型工艺,具有节省材料、降低能耗、提高产品尺寸精度和缩短成型周期等特点。该工艺可用于生产汽车内饰件、家用电器外壳、包装产品、体育用品等。微孔发泡注射成型产品还具备超级隔热(热导率小于空气热导率)、疏水亲油、电磁屏蔽、生物支撑等特殊功能,在航空航天、军事、石油、生物工程等领域也有应用前景。