根據(jù)發(fā)泡氣體的來(lái)源，可將發(fā)泡劑主要分成以下兩類：即物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑。僅從名稱上就可得知，物理發(fā)泡劑產(chǎn)生氣體是通過(guò)狀態(tài)的物理變化——一般是從液態(tài)到氣態(tài);而化學(xué)發(fā)泡劑產(chǎn)生氣體則是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)。后者是熱敏性化學(xué)品，當(dāng)加熱時(shí)，發(fā)泡劑發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生氣態(tài)和固態(tài)兩種分解產(chǎn)物，上述兩類發(fā)泡劑又可各自分成許多小類。物理發(fā)泡劑從理論上講，在加工過(guò)程中，任何能與聚合物混合，并隨之能汽化的材料，都可用來(lái)作為發(fā)泡劑。但實(shí)際上，物理發(fā)泡劑最好是在適當(dāng)?shù)臈l件能液化，并在正常的塑料加工溫度(或低于這一溫度)下，能夠汽化，使塑料發(fā)泡。這類發(fā)泡劑必須在適當(dāng)條件下能溶于聚合物，但溶解度不能過(guò)大。發(fā)泡劑氣體在聚合物內(nèi)的滲透能力非常重要，每單位重量發(fā)泡劑所釋放的出的氣體的體積也同樣重要。后者即稱作發(fā)泡劑的效率，對(duì)于所有各種類型的發(fā)泡劑來(lái)說(shuō)，這都是一種重要的檢測(cè)指標(biāo)，高效發(fā)泡劑標(biāo)準(zhǔn)為：每克至少釋放150-200cc.氣(按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)計(jì))。
為制成特低密度泡沫塑料(密度低至 10lb/cu.ft.左右)采用氯氟烴和烴類發(fā)泡劑效果極佳。其主要原因有兩個(gè)。一是由于所需發(fā)泡劑之量極大(有時(shí)達(dá)到基質(zhì)樹脂重量的20%或更多)，而這類發(fā)泡劑要比化學(xué)發(fā)泡劑便宜，這就補(bǔ)償了設(shè)備上的較高費(fèi)用;二是與泡沫穩(wěn)定化的熱力學(xué)相關(guān)。正如本文前面談到的，要使一個(gè)泡沫穩(wěn)定化，必須在出現(xiàn)塌陷之前就得改變聚合物熔體的粘度。使用最廣泛的烴類和氯氟烴類發(fā)泡劑，實(shí)際上可以降低它們所用于的聚合物的熔體粘度。當(dāng)它們發(fā)生汽化而脫離聚合物溶液時(shí)，熔體的粘度升高了，就可減少為穩(wěn)定泡沫所需的冷卻費(fèi)用。對(duì)于特低密度的泡沫塑料來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)尤其重要。
盡管發(fā)泡劑具有固有的優(yōu)點(diǎn)，但使用起來(lái)并不是沒(méi)有問(wèn)題的。大部分這類發(fā)泡劑都會(huì)污染自然環(huán)境，而且正在繼續(xù)嚴(yán)重化。特別是氯氟烴類。而烴類也有這一問(wèn)題，僅是程度稍輕。
使用最廣泛的氯氟烴類發(fā)泡劑，都是一些全鹵代品種，通常叫作CFCS。CFC-11和CFC-12就是典型代表。近年來(lái)，人們已經(jīng)確認(rèn)，這類化學(xué)品的使用與大氣上層臭氧層變薄有關(guān)。因此，通過(guò)法律約束與自愿行動(dòng)的結(jié)合，這類發(fā)泡劑正迅速地被淘汰，目前它們正在被部分鹵化的氯氟烴類(HCFCS)和氟烴類(HFCS)所代用。但是取代品最后是否能普遍使用，這一問(wèn)題目前還不能肯定。其它與上述不同的取代途徑目前也正在探討之中。DOW公司最近宣稱，他們開發(fā)了一種采用CO2制造特低密度聚苯乙烯泡沫塑料的新工藝。
另外一類常用的物理發(fā)泡劑，即烴類，相對(duì)來(lái)說(shuō)對(duì)臭氧層沒(méi)有什么影響。然而它們的使用也不是沒(méi)有法規(guī)限制的。烴類的釋放也和其它揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCS)一樣，要受到法律的限制，因?yàn)樗鼈兊尼尫盼飼?huì)危害低層大氣層，特別是生成了臭氧。法規(guī)的嚴(yán)厲性在各地區(qū)是有區(qū)別的，這要根據(jù)當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量而定。此外還應(yīng)考慮到烴的易燃性。在作任何采用烴類為發(fā)泡劑的工廠設(shè)計(jì)時(shí)，這一點(diǎn)應(yīng)為重要考慮因素。最廣泛用作發(fā)泡劑的烴類是丁烷和正戊烷。
化學(xué)發(fā)泡劑化學(xué)發(fā)泡劑也可以分成二個(gè)主要類型：有機(jī)化學(xué)品和無(wú)機(jī)化學(xué)品。有機(jī)化學(xué)發(fā)泡劑品種非常多，而無(wú)機(jī)化學(xué)發(fā)泡劑則種類有限。最早的化學(xué)發(fā)泡劑(大約在1850年)是簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)碳酸鹽和碳酸氫鹽。這類化學(xué)品加熱后會(huì)放出CO2，它們最后被碳酸氫鹽和檸檬酸的混配物取代了，因?yàn)楹笳叩念A(yù)后效果要好得多。當(dāng)今更優(yōu)秀的無(wú)機(jī)發(fā)泡劑，其化學(xué)機(jī)理基本與上述相同，是聚碳酸類(原文為Poly-carbonic acids)和碳酸鹽類混用。聚碳酸的分解是吸熱反應(yīng)，在320°F 左右，每克酸可放出100cc.左右的CO2，進(jìn)一步加熱至390°F左右時(shí)，將會(huì)放出更多的氣體。這一分解反應(yīng)的吸熱性質(zhì)可能帶來(lái)某種程度的好處，因?yàn)樵诎l(fā)泡過(guò)程中散除熱量是個(gè)大問(wèn)題。除了作為發(fā)泡的氣體來(lái)源，這類物質(zhì)時(shí)常還用作物理發(fā)泡劑的核化劑。據(jù)信，這類化學(xué)發(fā)泡劑分解時(shí)形成的最初的泡孔，為隨后物理發(fā)泡劑放出的氣體提供了遷移的場(chǎng)所。
與無(wú)機(jī)發(fā)泡劑相反，可供選擇的有機(jī)化學(xué)發(fā)泡劑品種繁多，物理形態(tài)也各自不同。過(guò)去一些年來(lái)曾評(píng)價(jià)過(guò)數(shù)百種可能用作發(fā)泡劑的有機(jī)化學(xué)品。用來(lái)評(píng)判的準(zhǔn)則也很多。最重要的幾條是：在可控制速度和可預(yù)計(jì)溫度的條件下，所釋放的氣體不僅量大，而且再現(xiàn)性好;反應(yīng)產(chǎn)生的氣體和固體均為無(wú)毒者，而且對(duì)于發(fā)泡的聚合物不能有任何不良影響，例如，產(chǎn)生顏色或不良?xì)馕?最后，是成本問(wèn)題，這也是相當(dāng)重要的一條準(zhǔn)則。當(dāng)今工業(yè)上使用的那些發(fā)泡劑，是最符合上述這些準(zhǔn)則的。
來(lái)源：聚乙烯PE產(chǎn)業(yè)鏈
