软聚乙烯泡沫塑料滚塑工艺一次投料突破局限

为改进传统软聚乙烯泡沫塑料工艺的突出局限性，Polivinil Rotomachinery公司开发了“一次投料”滚塑新工艺，用来生产聚乙烯结构泡沫塑料板。对此领域进行研究的兴趣在于能在板的两壁之间填充一种可改进板材各项性能的材料，这些性能主要有化学—物理性能(如隔热性、比重、漂浮性等)或机械性能(如抗振性、结构强度等)。除了能得到聚乙烯结构泡沫塑料产品外，对其感兴趣的另一原因就是考虑物料到的回收使用。

传统的“二次投料”工艺开始将必需的一定量的物料投入模具成型塑件的外层(“表皮壳层”)，一旦该物料在加热炉内熔融就将模具从炉内取出并加入发泡剂(如一种预混在聚乙烯中的粉末状助剂)，并立即重新置入加热炉内完成整个成型周期(第二次熔融、冷却等)。此工艺存在安全问题，因为对高温模具的人工操作使成型周期延长，延长的时间长短与模具大小成正比，而且在表皮壳层与适于向下滴落的物料凝固以前必须中断操作过程(模具越大，这种现象越严重 )。

与“二次投料”工艺不同，“一次投料”法将两种不同的聚乙烯原料放入模具，一种为粉状聚乙烯，而另一种为混有发泡剂的小球状聚乙烯。粉状聚乙烯的熔点比发泡剂分解温度低，且颗粒尺寸大小也不同，用来成型塑件的外表层。(粉状聚乙烯的颗粒尺寸在500～1000 μm，小球状(混有发泡剂)聚乙烯颗粒尺寸为3～4 mm)。粉状聚乙烯首先与模具粘附而小球状聚乙烯继续循环流动并不断受热，然后形成了塑件的表皮壳层接着进行发泡反应。

物料在210℃下通过第一阶段的熔融，软聚乙烯泡沫塑料开始粘附在模具上，只有形成了塑件的表面壳层才向温度为265℃的第二阶段熔融推进，此时聚乙烯软化形成球壁。由于发泡剂分解而产生内压，这个过程一直持续到内压与排气口的大气压相平衡为止。小球状聚乙烯颗粒依次发泡涨大，最后充满整个型腔，通过冷却后聚乙烯凝固。

理想的工艺结果是2种物料在模塑阶段完全分离，对发泡材料的控制通过调节加工温度、熔融与冷却时间、旋转速度及排气口位置。更进一步说，必须要避免的是在表皮壳层中粘合有小球状聚乙烯颗粒，在通常条件下，由于发泡剂分解产生压力，小球颗粒均匀受热软化、发泡。

因此，如果塑件表皮壳层没有熔融，除非小球是完全包裹，小球状聚乙烯颗粒就可能会下沉(几乎不可避免)，加热并使壳层与小球状颗粒接触处达到软化点但还没有发生膨胀，发泡剂只在壳层与小球接触处分解(此处为后屈服点)，在塑件表面留下可见的痕迹。