1.概述

      微发泡注塑成型技术在基本保证制品性能不降低的基础上，可以明显减轻制件质量，并具有内应力小、不易产生表面缺陷、对壁厚差异较大的制品具有特殊成型优越性的特点。其与常规注塑、结构发泡注塑、化学发泡注塑以及气辅注塑相比较在多个方面都独具优势，成为近年来注塑技术发展的一个重要方面。2000年，Trexel公司在芝加哥的国际塑料博览会上首次推出其微发泡注塑机的商业产品。目前以Trexel公司的Mucell为代表的超临界流体制备聚合物微发泡材料技术已经得到了广泛的认可，许多世界知名的设备和原料厂商都购买了这种技术的专利使用权，包括 Arburg、Demag、 Engel、Milacron、Husky、Krauss Maffei、Battenfeld、Dupont、JSW、Toshiba等知名公司和企业。

      该成型工艺主要靠气孔的膨胀来填充制品，并在较低且平均的压力下完成制件的成型。微发泡成型有三个阶段：第一阶段，要迅速形成聚合物与气体的均相体系，需在数分钟或儿十秒内完成；第二阶段，泡核形成，对泡孔密度、分布起决定性作用，是控制泡体质量关键；第三阶段，泡核长大，时间和冷却速率控制泡孔的大小、密度和结构。要严格控制迅速冷却。

      2.微发泡注塑成型的特点及优势

      (1)与常规注射成型制品的比较

      对国外现有采用Trexel公司专利的微发泡注塑机进行分析及相关的数据比较可以看出，与常规的模塑制品相比，除去购买许可证和增加设备的投资以外，微发泡模塑制品的平均成本可降低16%~20%。而这主要通过四个方面实现。

      1）微发泡注塑循环周期可减少50%，从而降低了加工成本。同时注塑制品的下脚料比例降低，设备的能耗也更低。

      2）对于相同类型的制品，微发泡注塑工艺可以使用更小和更少的机器，模具成本更低，从而降低投资成本。

      3）由于微发泡注塑制品的密度降低，可以设计具有更薄壁结构的制品，降低制品的材料成本。

      4）由于减少或消除了常规模塑在合模和保压过程中产生的模内应力，因此微发泡注塑可以制备更平、更直和尺寸精度更高的制品，从而为制品的品质和价格提升提供了更大空间。

      (2)与其他注射成型工艺的比较

      许多其他的注射成型工艺过程也使用或涉及气体或发泡剂，这些工艺主要有结构发泡注塑、气体辅助注塑和化学发泡成型。

      1）微发泡注塑与结构发泡注塑结构发泡注塑通常用于成型较大的制品，最常见的是采用特殊的低压注塑机加工高密度聚乙烯（HDPE）原料。其制品的质量减轻可以达到10%或更多。微发泡注塑在某些方面比结构发泡注塑更有优势，如对于大多数材料包括常用的工程塑料来说，其材料的减少和注塑循环时间的降低更加显著。微发泡注塑能够成型同时具有薄壁和厚壁的结构，制品设计方面的灵活性更大。但微发泡注塑对于具有大长厚比的制品和厚壁（大于6mm）制品方面则没有太多优势。

      2）微发泡注塑与气体辅助注塑气体辅助注塑可以成型表面质量非常高的制品，通过对模具和制品进行特殊设计，在厚壁制品的内部设计空腔实现气体辅助注塑。而微发泡对于厚壁制品的成型没有优势，而且其制品的表面质量也无法达到非常完善。

      但气体辅助注塑通常只用于消除制品的收缩痕，因此从这方面来说，微发泡注塑可能是一个更好的选择，能够更多地降低制品质量，以更短的循环时间成型，并且制品翘曲较少，同时也能够消除收缩痕。

      3）微发泡注塑与化学发泡成型化学发泡剂在特定的温度下分解而产生气体发泡剂。不同类型的发泡剂适用于不同温度下分解发泡。其通常用于厚壁制品成型以消除收缩痕，同时也可以降低制品密度。对于薄壁制品使用化学发泡剂会使表面质量劣化，同时会显著降低其力学性能。而且，从经济性角度出发，化学发泡不能够大幅度降低密度。

      而微发泡注塑的优势在于，许多吸热型的化学发泡剂会生成水（也产生CO2气体），因此需要添加吸水剂以防止由于水的存在而造成聚合物熔体的降解现象。气体发泡剂生产批号的不同致使在生产过程中不得不随时调整生产工艺。另外，由于化学发泡剂本质上的热稳定性不佳，因而很难用于加工高温型树脂。化学发泡剂通常会在树脂中有所残留，或产生副产品。带有副产品或未分解化学发泡剂的树脂通常会使制品耐老化性能降低，并可能导致模具排气孔堵塞。而且，其加工过程中产生的下脚料很难就地回收使用。

      当然，微发泡注射成型技术也并非完美无缺，对于要求透明性强和表面质量非常高的制品，采用微发泡注射成型技术需要更加慎重。