【发泡剂定义及分类】
定义：能在塑料中形成泡孔结构，即制造泡沫塑料而添加的一类助剂。它们能在特定的条件下产生大量气体，形成含有连续或不连续气孔（即开孔或闭孔），使塑料形成气固相结合的多孔结构材料，可降低塑料的密度和硬度，或增强其隔音性和隔热性。 分类：按产生气体方式的不同，发泡剂可分为物理发泡剂和化学发泡剂两大类。
1物理发泡剂
物理发泡剂主要是通过发泡剂物理状态的变化来形成塑料中的泡孔，物理发泡剂产生气体是通过状态的物理变化—— 物理发泡剂一般是从液态到气态。理想物理发泡剂应具备的条件为：①惰性、无毒；②和树脂相容；③在树脂基体中的扩散速度小；④当树脂反应放出热量，或当置到外部加热时应易于挥发。
综上所述：物理发泡剂大致可分为氯氟烃类、低沸点烃类和压缩气体（如氮气和CO2）。物理发泡剂的种类：一、氯氟烃（CFC）三氯氟甲烷（CFC-11）用于生产刚性聚氨酯PU泡沫，氟氯烃-12（CFC-12）用于生产挤塑聚苯乙烯泡沫板XPS，CFC-114用于生产LDPE（低密度聚乙烯）和酚醛泡沫。优势：低分子量、沸点接近室温、低毒性、不易燃和低导热率。优异的化学和热稳定性，成本低，在许多热塑性塑料中具有很高的溶解度。
二、烃类化合物（HC）优点：成本低、高比体积、零ODP、近零GWP、无卤素等。缺点：易着火。如环戊烷、正戊烷、异戊烷、正丁烷、异丁烷、丙烷等。戊烷是PU和EPS预发泡的主要发泡剂。
三、压缩气体如二氧化碳和氮气，便宜且资源丰富。二氧化碳当温度超过31℃，压力超过7.38MPA时，就会处于超临界状态。在聚合物中的溶解度会增加，降低聚合物玻璃转化温度，使聚合物在快速降压时气体会超饱和。所以可以用二氧化碳制造小泡孔、微泡孔（1-100μm）甚至是超微泡孔（＜1μm）。二氧化碳还可以作为化学发泡剂使用。正常工业生产中经常使用两种甚至多种PBA共混来发泡塑料。
2化学发泡剂
化学发泡剂又称分解性发泡剂。能在发泡过程中通过化学变化释放气体导致高分子材料膨化并形成泡沫结构的物质。产生的气体一般为氮气和二氧化碳。可分为无机发泡剂和有机发泡剂两类。
有机发泡剂是塑料中使用的主要发泡剂，主要是偶氮类、亚硝基类和磺酰肼类。另外还有一些发泡剂组成物，其发泡气体是通过两个组分间的吸热反应而释放出来的。无机发泡剂主要有：碳酸盐，水玻璃，碳化硅等。
下面以有机发泡剂进行详细解析：1、偶氮类（偶氮二甲酰胺、2,2'-偶氮二异丁腈，偶氮二甲酸二异丙酯，偶氮二甲酸钡，偶氮二甲酸二甲酯，偶氮胺基苯）
以偶氮二甲酰（ADC）为例：桔黄色结晶粉末，相对分子质量116.1，相对密度1.65，细度（200 目通过）≥99.5%，水分≤0.1%，灰分≤0.1%。溶于碱，不溶于醇、汽油、苯、吡啶等一般有机溶剂，难溶于水。分解温度190～205℃，不易燃。发气量为200～300ml/g，主要是氮气、一氧化碳和少量二氧化碳。室温贮存稳定，有自熄性，但在120℃以上时因分解产生大量气体，在密闭容器中易发生爆炸。
用途：适用于PE、PVC、PS、PP、ABS 等。其分解产物无毒、无臭、不污染，可以制得纯白的泡沫体。本品分解温度高，产生的气泡均匀、致密。适用于闭孔泡沫体、常压或加压发泡体，厚的或薄的发泡体等各种发泡制品。如PVC和增塑糊发泡体，聚烯烃的压延和模塑发泡体，发泡人造革等。
2、亚硝基类（N,N'-二亚硝基五次甲基四胺，N,N'-二甲基-N,N'-二亚硝基对苯二甲酰胺）
以N,N'-二亚硝基五次甲基四胺为例：
淡黄色结晶粉末，本身无臭，在潮湿状态下有甲醛味。相对分子质量186.18。相对密度：1.45。溶解度（室温，g/100g 溶剂）：甲乙酮1.6、吡啶1.8、乙酰乙酸乙酯2.6、乙腈5.6、吗啉2.0、1-硝基丙烷1.4、二甲基甲酰胺14.7。在水、乙醇、苯、乙醚、丙酮中的溶解度约为1。分解温度190～205℃（空气中）、130～190℃（树脂中或使用分解助剂）。发气量260～270ml/g。分解气体主要是氮气，有少量一氧化碳和二氧化碳等。本品易燃，与酸或酸雾接触会迅速起火燃烧，故不能与这些物质共同存放，并应严禁明火。
用途：作为发泡剂多用于PVC。发气量大，发泡效率高。使用水杨酸、己二酸、邻苯二甲酸等有机酸或尿素为发泡助剂，可以降低分解温度（通常调节在90～130℃）。分解时发热量大，易造成厚制品的“芯烧”，且分解产物有恶臭。并用尿素后可消除臭味。本品在PVC中的用量约为7～15%。
3、磺酰肼类（苯磺酰肼，对甲苯磺酰肼，4，4’-氧化双苯磺酰肼，3，3’-二磺酰肼二苯砜，1，3-苯二磺酰肼，对甲苯磺酰氨基脲，4，4’-氧代双（苯磺酰氨基脲））
以4，4’-氧化双苯磺酰肼（OBSH）为例：
白色或淡黄色结晶粉末。相对分子质量358.39。相对密度1.52。分解温度140～160℃，放出氮气和水蒸气，发气量约为120ml/g。溶于环己酮、乙二醇、乙醚，微溶于乙醇和温水，不溶于苯和汽油。
用途：本品为适应性极广的发泡剂，有万能发泡剂之称。可用于PVC、PE、PP、ABS 树脂等，也可作为塑料与橡胶的共混物及各种合成橡胶的发泡剂。其结构中虽然含有醚键，但非常稳定。在树脂中的分解温度为120～140℃。使用碳酸氢钠可使其活化，降低分解温度。泡孔结构细微均匀，分解气体和残余物无毒、无臭、不污染制品。适用于制造PE发泡电线电缆绝缘材料，微孔PVC 糊泡沫体等各种泡沫塑料。本品加工安全性高，在100℃以内无提前发泡之虞。但本品在分解发泡时放出水，故对于忌水场合不适用。
4、聚硅氧烷-聚烷氧基醚共聚物（发泡灵）黄色或棕黄色油状粘稠透明液体。酸值<0.2mgKOH/g。相对密度1.04～1.08。粘度0.15～0.5Pa· s（50℃）。用途：本品是聚醚型聚氨酯泡沫塑料一步法生产中用的泡沫稳定剂。也可作为聚氨酯类、丙烯酸酯类涂料的流平剂。在彩色胶片防光晕层的涂布方面也有应用。
1物理发泡剂
物理发泡剂主要是通过发泡剂物理状态的变化来形成塑料中的泡孔，物理发泡剂产生气体是通过状态的物理变化—— 物理发泡剂一般是从液态到气态。理想物理发泡剂应具备的条件为：①惰性、无毒；②和树脂相容；③在树脂基体中的扩散速度小；④当树脂反应放出热量，或当置到外部加热时应易于挥发。
综上所述：物理发泡剂大致可分为氯氟烃类、低沸点烃类和压缩气体（如氮气和CO2）。物理发泡剂的种类：一、氯氟烃（CFC）三氯氟甲烷（CFC-11）用于生产刚性聚氨酯PU泡沫，氟氯烃-12（CFC-12）用于生产挤塑聚苯乙烯泡沫板XPS，CFC-114用于生产LDPE（低密度聚乙烯）和酚醛泡沫。优势：低分子量、沸点接近室温、低毒性、不易燃和低导热率。优异的化学和热稳定性，成本低，在许多热塑性塑料中具有很高的溶解度。
二、烃类化合物（HC）优点：成本低、高比体积、零ODP、近零GWP、无卤素等。缺点：易着火。如环戊烷、正戊烷、异戊烷、正丁烷、异丁烷、丙烷等。戊烷是PU和EPS预发泡的主要发泡剂。
三、压缩气体如二氧化碳和氮气，便宜且资源丰富。二氧化碳当温度超过31℃，压力超过7.38MPA时，就会处于超临界状态。在聚合物中的溶解度会增加，降低聚合物玻璃转化温度，使聚合物在快速降压时气体会超饱和。所以可以用二氧化碳制造小泡孔、微泡孔（1-100μm）甚至是超微泡孔（＜1μm）。二氧化碳还可以作为化学发泡剂使用。正常工业生产中经常使用两种甚至多种PBA共混来发泡塑料。
2化学发泡剂
化学发泡剂又称分解性发泡剂。能在发泡过程中通过化学变化释放气体导致高分子材料膨化并形成泡沫结构的物质。产生的气体一般为氮气和二氧化碳。可分为无机发泡剂和有机发泡剂两类。
有机发泡剂是塑料中使用的主要发泡剂，主要是偶氮类、亚硝基类和磺酰肼类。另外还有一些发泡剂组成物，其发泡气体是通过两个组分间的吸热反应而释放出来的。无机发泡剂主要有：碳酸盐，水玻璃，碳化硅等。
下面以有机发泡剂进行详细解析：1、偶氮类（偶氮二甲酰胺、2,2'-偶氮二异丁腈，偶氮二甲酸二异丙酯，偶氮二甲酸钡，偶氮二甲酸二甲酯，偶氮胺基苯）
以偶氮二甲酰（ADC）为例：桔黄色结晶粉末，相对分子质量116.1，相对密度1.65，细度（200 目通过）≥99.5%，水分≤0.1%，灰分≤0.1%。溶于碱，不溶于醇、汽油、苯、吡啶等一般有机溶剂，难溶于水。分解温度190～205℃，不易燃。发气量为200～300ml/g，主要是氮气、一氧化碳和少量二氧化碳。室温贮存稳定，有自熄性，但在120℃以上时因分解产生大量气体，在密闭容器中易发生爆炸。
2、亚硝基类（N,N'-二亚硝基五次甲基四胺，N,N'-二甲基-N,N'-二亚硝基对苯二甲酰胺）
以N,N'-二亚硝基五次甲基四胺为例：
用途：作为发泡剂多用于PVC。发气量大，发泡效率高。使用水杨酸、己二酸、邻苯二甲酸等有机酸或尿素为发泡助剂，可以降低分解温度（通常调节在90～130℃）。分解时发热量大，易造成厚制品的“芯烧”，且分解产物有恶臭。并用尿素后可消除臭味。本品在PVC中的用量约为7～15%。
3、磺酰肼类（苯磺酰肼，对甲苯磺酰肼，4，4’-氧化双苯磺酰肼，3，3’-二磺酰肼二苯砜，1，3-苯二磺酰肼，对甲苯磺酰氨基脲，4，4’-氧代双（苯磺酰氨基脲））
以4，4’-氧化双苯磺酰肼（OBSH）为例：
白色或淡黄色结晶粉末。相对分子质量358.39。相对密度1.52。分解温度140～160℃，放出氮气和水蒸气，发气量约为120ml/g。溶于环己酮、乙二醇、乙醚，微溶于乙醇和温水，不溶于苯和汽油。
用途：本品为适应性极广的发泡剂，有万能发泡剂之称。可用于PVC、PE、PP、ABS 树脂等，也可作为塑料与橡胶的共混物及各种合成橡胶的发泡剂。其结构中虽然含有醚键，但非常稳定。在树脂中的分解温度为120～140℃。使用碳酸氢钠可使其活化，降低分解温度。泡孔结构细微均匀，分解气体和残余物无毒、无臭、不污染制品。适用于制造PE发泡电线电缆绝缘材料，微孔PVC 糊泡沫体等各种泡沫塑料。本品加工安全性高，在100℃以内无提前发泡之虞。但本品在分解发泡时放出水，故对于忌水场合不适用。
4、聚硅氧烷-聚烷氧基醚共聚物（发泡灵）黄色或棕黄色油状粘稠透明液体。酸值<0.2mgKOH/g。相对密度1.04～1.08。粘度0.15～0.5Pa· s（50℃）。用途：本品是聚醚型聚氨酯泡沫塑料一步法生产中用的泡沫稳定剂。也可作为聚氨酯类、丙烯酸酯类涂料的流平剂。在彩色胶片防光晕层的涂布方面也有应用。
