泡沫塑料具有多種優(yōu)良性能，如質(zhì)輕、節(jié)省材料和節(jié)約成本等，應(yīng)用非常廣泛。各種泡沫塑料的成型，都離不開發(fā)泡劑的使用。發(fā)泡劑是能夠使塑料等高分子材料形成泡孔的一類物質(zhì)。根據(jù)發(fā)泡氣體的來源，可將發(fā)泡齊，分為物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑。物理發(fā)泡劑產(chǎn)生氣體時不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而是通過揮發(fā)或氣化產(chǎn)生發(fā)泡氣體，典型的物理發(fā)泡劑如氯氟烴類(CFCs)、氫氟烴類(HFCs)、烷烴類、水、超臨界CO2等?；瘜W(xué)發(fā)泡劑種類繁多，一般分為無機發(fā)泡劑和有機發(fā)泡劑。常用的無機發(fā)泡劑是無機碳酸鹽和碳酸氫鹽；重要的有機發(fā)泡劑是偶氮二甲酰胺(AC)，后來又出現(xiàn)了碳酸氫鹽和檸檬酸的復(fù)合物(HYDROCEROLBIH)，AC、碳酸氫鹽和檸檬酸的復(fù)合物(EXOCEROL)等。
發(fā)泡劑的性質(zhì)對泡沫塑料的性能具有極其重要的影響。所以，對發(fā)泡劑性質(zhì)的研究，已成為泡沫塑料領(lǐng)域的研究熱點，并已取得很大進(jìn)展。隨著泡沫塑料生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，工業(yè)化生產(chǎn)對發(fā)泡劑的性質(zhì)提出了更高要求。為了滿足更加苛刻的發(fā)泡工藝要求，研究者對發(fā)泡劑的性能進(jìn)行了不斷改進(jìn)，并逐步擴展其種類和改善使用條件。
本文主要綜述了發(fā)泡劑的發(fā)展過程和使用狀況，并著重介紹了發(fā)泡劑性質(zhì)對泡沫塑料制品的影響。
1物理發(fā)泡劑
聚氨酯(PU)硬質(zhì)泡沫塑料是應(yīng)用廣泛的泡。沫塑料。上世紀(jì)50年代末，使用氯氟烴類(CFCs)物質(zhì)作為PU硬質(zhì)泡沫塑料的發(fā)泡劑，其中重要的是CFC-11(CCl3F)：后來，氫氟烴(HFCs)發(fā)泡劑，取代了CFC-11。90年代初，烷烴類發(fā)泡劑投入工業(yè)生產(chǎn)，其中主要以戊烷類物質(zhì)為主。近年來，超臨界CO2作為物理發(fā)泡劑，逐漸成為微孔泡沫塑料√行業(yè)新的研究熱點。
1.1氯氟烴類
CFCs是PU硬質(zhì)泡沫塑料的主要發(fā)泡劑。CFC-11是一代發(fā)泡劑的典型代表，廣泛應(yīng)用于PU泡沫塑料行業(yè)，它具有不燃、無毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點。到目前為止，CFC-11是PU硬質(zhì)泡沫塑料生產(chǎn)中綜合性能好、導(dǎo)熱系數(shù)低的發(fā)泡劑。但是，CFCs發(fā)泡劑對臭氧層的破壞作用很大，并且會產(chǎn)生溫室效應(yīng)，根據(jù)蒙特利爾公約，發(fā)達(dá)國家已于1996年1月1日停止生產(chǎn)CFCs物質(zhì)。后來，出現(xiàn)了氫氯氟烴(HCFCs)發(fā)泡劑作為替代晶，HCFC-14lb(CH3CFCl2)是在商業(yè)上可替代CFC-11的成熟的發(fā)泡劑(第二代發(fā)泡劑)。HCFC-14lb沒有閃點，自燃溫度高，發(fā)泡效果與CFC-11相當(dāng)，但它仍然具有一定的臭氧除去功能，并會產(chǎn)生溫室效應(yīng)p)，所以，HCFC-14lb只是作為CFC-11的過渡替代品使用，發(fā)達(dá)國家已于2003年禁止其生產(chǎn)，我國也將在2030年前停止生產(chǎn)HCFC-14lb。
1.2氫氟烴類
HFCs發(fā)泡劑屬于環(huán)保發(fā)泡劑(第三代發(fā)泡劑)。環(huán)保發(fā)泡劑主要是指臭氧消耗潛能(ODP)為零，溫室效應(yīng)潛能(GWP)較小，對環(huán)境友好的綠色發(fā)泡劑。
HFCs發(fā)泡劑分為氣態(tài)和液態(tài)兩大類。氣態(tài)HFCs發(fā)泡劑具有導(dǎo)熱系數(shù)較大、蒸汽壓較高、需要耐壓容器儲存和需要對發(fā)泡設(shè)備進(jìn)行特殊改造等缺點，目前已很少使用。早期的HFCs發(fā)泡劑主要是HFC-134a和I-IFC-152a，兩者缺陷在于導(dǎo)熱系數(shù)較高，在多元醇中的溶解度較低，加工比較困難。研究表明，在HFCs發(fā)泡劑系列中，有可能取代HCFC-141b的發(fā)泡劑是HFC-245fa(CHF2CH2CF，)和HFC-365mfc(CH3CF2CH2CF3)。
HFC-245fa由美國Honeywell公司首先推出，美國Honeywell公司、烏克蘭Allchem公司和日本CentralGlass公司是其全球主要生產(chǎn)商。，HFC-245fa具有ODP為零、GWP較小、無色透明、不可燃、無毒和無閃點等優(yōu)點。HFC-245fa作為環(huán)保發(fā)泡劑，國內(nèi)外已開始用來生產(chǎn)電冰箱保溫材料。美國和日本傾向于使用HFC-245fa，目前Honeywell公司已建成HFC-245缸的工業(yè)級生產(chǎn)裝置，而我國仍處于開發(fā)過程中。因此，必須加快HFC-245fa生產(chǎn)和應(yīng)用的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化步伐，以滿足國內(nèi)需要；
HFC-365mc由法國Atofina(原名ElfAtoChem)公司首先研制成功，國外生產(chǎn)商有美國Solvay氟化物公司和法國Atofina公司等。在目前所有ODP為零的HFCs發(fā)泡劑中，HFC-365mfc是沸點高于25℃的液態(tài)發(fā)泡劑，其蒸汽壓比HCFC-14lb低，發(fā)泡設(shè)備無需大的改動，但它具有一定的可燃性。與HCFC-14lb相比，HFC-365mfc制備的泡孔結(jié)構(gòu)均勻，平均孔徑較小，泡體拉伸強度高，斷裂伸長率大。歐盟國家正積極開發(fā)HFC-365mfc，2002年底Solvay公司在法國建成了1.5萬t/aHFC-365mc生產(chǎn)裝置，這預(yù)示著不破壞臭氧層的高性能發(fā)泡劑將在全球推廣使用。
