超临界发泡设备微发泡成型制品的主要特点是在基本保持制品原有力学性能的基础上减轻重量,同时,由于制品内部几乎没有任何残馀应力,因此制品的翘曲和变形可以得到很好的抑制。
上世纪 80年代初,美国麻省理工学院( MIT)首先提出微发泡塑料的概念并发展了相应的成型技术。提出该概念是希望在聚合物基体中引入大量比聚合物原已存在的缺陷尺度更小的空隙,从而在减少材料用量的同时提高其刚性,并避免对强度等性能造成明显的影响。这种工艺制备的微发泡材料孔径一般小于10微米,尤其突出的是泡孔密度非常高,达到1015个 /cm3。微发泡成型过程可分成三个阶段,首先是将超临界流体(主要是二氧化碳和氮气)溶解到聚合物中,并形成聚合物 /气体的单相溶液;然后,通过温度或压力等条件引发体系的热力学不稳定性,使得气体在溶液中的溶解度下降;由于气体平衡浓度的降低,从而在聚合物基体中形成大量的气泡核,然后逐渐长大生成微小的孔洞。
超临界发泡设备的微发泡聚合物材料是指以聚合物材料为基体,其中含有泡孔尺寸从小于一微米到几十微米的多孔聚合物材料。常规的物理或化学发泡法制备的泡沫塑料由于其孔径较大,通常不属于这一范畴,与一般泡沫塑料毫米级的泡孔相比,微发泡聚合物的泡孔要小得多,而泡孔密度要大得多,因而称为微发泡聚合物。