一文疏通高分子材料发泡剂分类
泡沫塑料、泡沫橡胶、泡沫树脂等在生活中随处可见，由于它们具有质轻，隔热、隔音，节省材料资源，又有良好的电绝缘性能及机械阻尼特性等性能，所以用途极为广泛。
典型的泡沫制品有海绵板，地板材，垫材、聚苯乙烯珠粒料发泡体，泡沫塑料电线等。这些制品都是由高分子聚合材料及橡胶制成，属于固体泡沫材料，其对气泡的大小与分布都有一定的要求。固体泡沫材料的生产中，发泡剂的选择及使用是生产发泡材料的重中之重。
发泡剂及其分类
发泡剂是一类能使处于一定黏度范围内的液态或塑性状态的橡胶、塑料形成微孔结构的物质。它们可以是固体、液体或是气体。
根据其在发泡过程中产生气泡的方式不同，发泡剂可分为物理发泡剂与化学发泡剂两大类。
物理发泡剂是利用其在一定温度范围内物理状态的变化而产生气孔，而化学发泡剂则是在发泡过程中因发生化学变化而产生的一种或多种气体，可使聚合物发泡。
物理发泡剂
物理发泡剂在使用过程中不发生化学变化，所以只能依靠其物理状态的变化来达到发泡的目的。
早期常用的物理发泡剂主要是压缩气体（空气、CO2和N2等）与挥发性的液体，例如低沸点的脂肪烃、卤代脂肪烃以及低沸点的醇、醚、酮和芳香烃等。
一般来说，作为物理发泡剂的挥发性液体，其沸点应低于 110℃。理论上只要能放出气体的物质都可作为发泡剂。但在实际应用中，一个实用的发泡剂尚需具备一定的条件。
理想的物理发泡剂应具备如下性能：
理想的物理发泡剂 | ☑ 无毒、无味 |
☑ 无腐蚀性 | |
☑ 不易燃易爆 | |
☑ 不损坏聚合物的性能 | |
☑ 气态时必须是化学惰性的 | |
☑ 常温下具有低的蒸气分压 | |
☑ 具有较快的蒸发速率 | |
☑ 分子量小，相对密度大 | |
☑ 价廉，来源充足 |
尽管物理发泡剂价格低廉，但是需要专用的发泡设备，因此会增加该种发泡方法的成本。
化学发泡剂
所谓化学发泡剂是指那些在发泡过程中通过化学变化产生气体进而发泡的物质。
一般气体的产生方式有两种途径：其一是聚合物链扩展或交联的副产物；其二是通过加人化学发泡剂，产生发泡气体。
例如，在制备聚氨酯泡沫时，当带有羧基的醇酸树脂与异氰酸酯起反应时，或者具有异氰酸酯端基的聚氨酯树脂与水起反应时，都会放出 CO2气体；碳酸氢铵在一定的温度下能分解产生 CO2、H2O与NH3。
理想的化学发泡剂应具备如下性能：
理想的化学发泡剂 | ☑ 热分解温度是一定的，或在狭窄的范围内； |
☑ 热分解反应的速率必领是可控的，而且必须有足够的产生气体的速率； | |
☑ 所产生的气体必须是无腐蚀性的，易分散或溶解在聚合物体系中； | |
☑ 储存时必须稳定； | |
☑ 价格便宜，来源充足； | |
☑ 分解残渣不应有不良气味，低毒，无色，不污染聚合材料； | |
☑ 分解时不应大量放热： | |
☑ 不影响硫化或熔融速率； | |
☑ 分解残渣不影响聚合材料的物化性能；分解残渣应与聚合材料相容，不发生残渣的喷霜现象等等。 |
此外，发泡剂还可以根据其化学性质分为两类：有机发泡剂和无机发泡剂。
其中常见的有机发泡剂主要有偶氮类（发泡剂AC、AIBN等）、肼类衍生物（BSH、TSH、OBSH等）、氨基脲（TSSC）、四唑类化合物（5-PT等）、亚硝基化合物（DNPT等）等。有机发泡剂的特点如下图所示：
常见的无机发泡剂有碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾、亚硝酸铵、硼氢化钾、硼氢化钠、过氧化氢等。
无机发泡剂具有安全、吸热分解、成核效果好等优点，产生的气体为CO2。碳酸氢钠是典型的无机吸热型发泡剂，由于发气量大，原料易得，价格便宜而受到重视。但它的分解温度低，分解温度范围较宽，在塑炼过程中会提前分解损失，引起塑化效果较差，在聚合物中其应用范围受到限制。放热型发泡剂与碳酸氢钠混用，可以得到热值较小的复合发泡剂，有利于塑料加工工艺条件的控制。碳酸铵分解速度慢，对发泡速率有很大限制。
由于在高分子聚合物中分散性较差，因而无机发泡剂的应用受到一定局限，但随着微细化和表面处理等技术的进步，无机发泡剂的应用领域正逐步拓宽。
发泡剂的前景
目前市场销售的各类化学发泡剂产品在未来仍然会应用广泛，但常用发泡剂的数目可能会有所减少。更重要的前景在于新型发泡技术的研发，如微球发泡剂、超临界二氧化碳发泡等。但是由于易于改性和普适性等特点，AC 在未来多种应用的很多配方中，仍将是主要的发泡剂。
根据用户特定要求开发的发泡剂，特别是放热发泡剂与吸热发泡剂的复配产品，产量已有增长，占有一定的市场份额。在通用塑料中，物理交联和通用PP泡沫塑料在食品包装中的应用预期会有大幅度增长。另外，回收的热塑性塑料会在泡沫产品中更多地应用，并将占有较大的比例。回收工程塑料在这方面更是引人注意和受到重视。
迄今为止，在泡沫塑料工业中，人们对加工工艺的重视仍需进一步加强，预期今后将会在这方面出现一些革新。吹塑、旋转模塑及热成型（如泡沫及挤出薄膜和板材的真空成型）等工艺，将在泡沫塑料产品生产中逐渐成为更常用的加工工艺。
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