微孔發泡塑料（microcellular plastics）是指泡孔直徑為0.1~10μm，密度在109~1015個/cm3之間的一種新型塑料，1979年由美國麻省理工學院（mit）首次研制成功。成型微孔塑料的一般要求包括：形成聚合物材料和物理發泡劑的單相溶液，并使溶液經曆一個熱力學不穩定狀態以產生大量的成核點。微孔泡沫塑料具有由于傳統塑料的力學性能。由于微孔的尺寸比塑料中原有的缺陷或微細裂縫小，因此微孔的存在不會降低塑料的強度，相反它能使原來存在的裂縫間斷鈍化，從而改善塑料的力學性能。微孔發泡塑料其泡孔尺寸極小，可以制成薄壁制品，其重量大大減輕。因此一問世便受到人們的普遍關注，制備微孔發泡塑料的方法很多，其中注塑成型技朮是一種非常重要的方法。
微發泡注塑成型制品在基本保持其原有力學性能的基礎上實現重量減輕，同時由于制品內部几乎沒有任何殘余應力，因此制品的翹曲和變形得到很好的抑制。此外，由于能夠有效地防止收縮痕，對于制品壁厚均勻度的要求有很大降低，從而為制品設計提供了更大的空間。與常規的模塑制品相比，微發泡注塑制品的平均成本可降低16～20%，而這主要通過以下四個方面來實現：
①微發泡注塑循環周期可減少50%，從而降低了加工成本。同時注塑制品的下腳料比例降低，設備的能耗也更低；
②對于相同類型的制品，由于微發泡注塑工藝可以使用更小和更少的機器以及更低的模具成本，使得投資成本降低；
③由于微發泡注塑制品的密度降低，因此可以設計具有更薄壁結搆的制品，使得制品的材料成本降低；
④由于減輕或消除了常規模塑在合模和保壓過程中產生的模內應力，因此微發泡注塑可以制備更平、更直和尺寸精度更高的制品，從而為制品的品質和價格提升提供了更大空間。
目前几乎所有的非結搆性塑料制品和一部分結搆性塑料制品都可以釆用微發泡注塑成型工藝制備。現在發達國家所開發的微發泡注塑制品主要集中在以下几個領域：汽車及內部裝飾材料；電子電器產品；醫用產品等，如汽車進氣歧管、保險盒、發動機罩、電器開關、電器控制模塊、薄壁容器、醫用注射器等。
國內尚沒有微發泡注塑成型的產業化技朮。 市場潛力巨大。以各種聚合物為原材料，主要設備是注塑機，經濟效益顯著。
圖 1 加入mucell系統的注塑機
微發泡成型過程可分成三個階段：首先是將超臨界流體(二氧化碳或氮氣)溶解到熱融膠中形成單相溶體；然后通過開關式射嘴射人溫度和壓力較低的模具型腔，由于溫度和壓力降低引發分子的不穩定性從而在制品中形成大量的氣泡核，這些氣泡核逐漸長大生成微小的孔洞。
圖 2 微泡成型過程
mucell的加工流程
我們來看一下mucell的運作流程圖：首先氮氣或二氧化碳經過超臨界流體控制系統產生超臨界流體，再輸出到射人界面，通過射入界面打人注塑機螺杆的攪拌區，熱熔膠和超臨界流體在攪拌區內充分溶解形成單相溶體，并在一定的恆定壓力下保持下來，當注塑機發出射膠指令時，開關式射嘴將會打開將單相溶體射人模具的型腔中，形成微發泡產品。
圖 3 mucell技朮流程
(未完待續)
作者：占國榮