微波發(fā)泡技術(shù)的發(fā)展,尤其是民用微波器的出現(xiàn),為高分子材料制備提供了新的技術(shù)途徑。 相比低分子物質(zhì)而言,聚合物(如xpe/ixpe泡棉)及低聚物由于黏度較大,不利于熱傳導(dǎo)。與傳統(tǒng)的加熱方式相比,微波發(fā)泡的優(yōu)點(diǎn)在于:①發(fā)泡速率快;②微波穿透深度強(qiáng),發(fā)泡均勻,熱梯度極小;③微波能被材料直接吸收,不經(jīng)容器傳導(dǎo),無(wú)熱滯后效應(yīng),利用脈沖技術(shù)容易實(shí)現(xiàn)溫度控制;④能賦予高分子材料理想的性能 利用微波對(duì)熱固性聚合物固化的高效率及微波活性低分子物質(zhì)對(duì)微波的強(qiáng)吸收,在聚合物固化的同時(shí)低分子物質(zhì)吸收微波氣化,固化和發(fā)泡同時(shí)進(jìn)行,形成聚合物泡沫材料。微波發(fā)泡成為制備聚合物泡沫材料的又一新途徑,聚乙烯泡棉將產(chǎn)生一種新的生產(chǎn)方式。
美國(guó)通用電氣公司的Lewis等人利用微波固化含乙烯基和含氫的聚硅氧烷制備了有機(jī)硅泡沫材料。以鉑的環(huán)二乙烯配位絡(luò)合物為催化劑,水及脂肪醇為發(fā)泡劑,用900W的微波爐輻照2.5min,即可制得有機(jī)硅泡沫材料,密度為0.18~0.27g/cm3,平均泡孔尺寸為0.6mm。美國(guó)Dow Corning公司的Kittle等人利用與上述類似的方法,但加入低溫阻燃劑炔醇,微波活性物質(zhì)鐵氧化物、小分子脂肪醇,增強(qiáng)填料等制備滿足不同使用要求的有機(jī)硅泡沫材料。
巴西使用微波作熱源,使聚苯乙烯發(fā)泡,經(jīng)過模塑方法制成泡沫塑料產(chǎn)品。其具體方法是在一密閉容器內(nèi)與水混合的可發(fā)性聚苯乙烯粒料經(jīng)微波加熱作用下快速蒸發(fā)而發(fā)泡,其發(fā)泡倍率高達(dá)50倍。此密閉容器可采用一般的或經(jīng)退火的透明玻璃,也可采用耐熱的同名塑料制造。泡沫塑料成型時(shí),把已膨脹的濕的聚苯乙烯粒料置于帶孔的模具中,然后采用微波發(fā)熱,使水快速成為蒸汽,同時(shí)也使粒料進(jìn)一步膨脹,然后成型為泡沫制品。常用作緩沖包裝。 中國(guó)工程物理研究院化工材料研究所利用微波方法制備了熱固性環(huán)氧泡沫材料。按設(shè)計(jì)比例將環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂、水、在紙杯中快速攪拌,混合均勻,將試樣放入微波爐中,微波功率99%(900W)固化20~30s,然后室溫放置1星期后備測(cè)試。研究表明,利用微波加熱固化發(fā)泡制備熱固性環(huán)氧泡沫塑料具有簡(jiǎn)便、高效率的特點(diǎn)。在微波條件下,環(huán)氧泡沫固化反應(yīng)很*,所制備的環(huán)氧泡沫具有良好的耐熱特性,初始熱分解溫度大于300℃。微波技術(shù)將成為發(fā)泡棉生產(chǎn)廠家的一個(gè)新方向。