Foam material

一句话结论:泡棉材料是「基材」和「泡孔」两件事的组合 —— 先看孔壁是什么聚合物,再看泡孔是各自封闭的还是互相连通的。第一件事决定它叫什么名字、能耐到什么温度和化学品;第二件事决定它是隔热阻汽,还是吸声透气。

泡棉按什么分

看到「泡棉」两个字,先问两个问题,材料基本就定性了:

  1. 孔壁是什么材料?聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、EVA —— 名字就是这么来的。基材决定工作温度、软硬和耐化学性。
  2. 泡孔封闭还是连通?闭孔泡棉每个气泡各自独立,开孔泡棉的气泡互相连通。这一条决定它挡得住水汽还是让水汽穿过去。

还有第二道分界线:聚合物链在发泡之前有没有交联。交联把分子链连成三维网络,泡孔壁在高温下不会塌,所以交联牌号能做出更细、更均匀的泡孔,也能把单层做到更薄。

常用的五类基材

按孔壁材料分,市面上买得到的泡棉主要是这五类。
基材泡孔特点常见去处
聚乙烯(PE / XPE / IXPE)多为闭孔柔韧、耐化学、不吸水;交联后单层可做到 0.1 mm包装内衬、垫层、胶带基材、浮力件
聚丙烯(IXPP)闭孔比聚乙烯硬、耐温更高,最高使用温度 140 ℃汽车、电子等要耐温的薄层
聚氨酯(PU)开孔或闭孔都能做软到硬跨度大,密度范围宽床垫、家具垫材、汽车座椅
聚苯乙烯(PS / EPS / XPS)闭孔轻、挺、成型性好建筑保温板、成型包装
EVA闭孔柔软有橡胶感,热成型性好瑜伽垫、鞋材、运动护具

这张表里跨了行的是「交联与否」:同样是聚乙烯,未交联的 PE 泡棉可以回炉再熔,交联之后的 XPE、IXPE 不能熔融回收,只能研磨回收 —— 换来的是更细的泡孔和更薄的单层厚度。这三张牌号的取舍另见PE 泡棉与交联牌号。

交联与否:第二道分界线

挤出机把聚乙烯熔融、把发泡剂混进去、再让压力在模口释放,气体就把聚合物撑成泡孔。这一步不改变分子链的连接方式 —— 链子仍然可以互相滑动。链子能滑动,意味着泡孔壁在气体膨胀时会被越拉越薄,密度一旦压低,泡孔就容易塌或者并孔,所以未交联 PE 泡棉的泡孔偏粗,单层也做不薄。

交联是在发泡之前先把链子绑起来:XPE 用过氧化物做化学交联,IXPE 走电子束辐照,IXPP 同样是辐照交联。网络兜住泡孔壁,材料就能在更低密度下保持完整,单层也能压到 IXPE 0.1 mm、XPE 3 mm 这个量级。

闭孔还是开孔

闭孔泡棉的每个气泡是独立的一间小屋,气体出不去、水汽也进不来,所以它导热低、吸水率低 —— 按 GB/T 1034 实测,我们的交联聚乙烯牌号在 3~10 倍区间吸水率 ≤0.2%,25~40 倍区间 ≤0.4%。要隔热、要阻汽、要浮力,选闭孔。

开孔泡棉的气泡互相连通,空气能穿过孔壁摩擦生热,声能就这样被消耗掉 —— 所以吸声用的是开孔结构。要吸声、要透气、要过滤,选开孔。同一页材料想同时干这两件事是做不到的,这也是为什么隔音棉和保温棉经常不是同一种泡棉。详见隔音泡棉:闭孔与开孔怎么选。

密度、厚度与形态跟着用途走

密度和发泡倍数是同一个数的两种写法。以我们的 XPE 牌号为例,权威表给的是这样的对应关系:

XPE 泡棉的密度与导热系数(厂方技术数据,GB/T 6343 / GB/T 10297)。
发泡倍数3 倍10 倍20 倍30 倍40 倍
表观密度(kg/m³)300±40100±1050±633.3±326.8±3
导热系数(W/m·K)≤0.095≤0.073≤0.055≤0.045≤0.040

厚度和幅面是同一张表里的常规参数:XPE 单层 3~15 mm、IXPE 单层 0.1~15 mm、IXPP 单层 1~6 mm;更厚的靠多层热合,可以做到 200 mm。幅宽 500~2000 mm(IXPP 为 500~1500 mm)。同一卷或同一张泡棉,裁成片材、绕成卷材还是模切成件,都只是最后一道工序的差别。

博丰泡棉供应什么

博丰泡棉是交联聚烯烃泡棉的生产厂家,在广东珠海拥有 10,000 m² 厂房、5 条生产线,年产能 5,000 吨。我们做的是这张表里的一支:交联聚乙烯与交联聚丙烯 —— XPE(化学交联)、IXPE(辐照交联)、IXPP(辐照交联聚丙烯),发泡倍数 3~40 倍。聚氨酯、聚苯乙烯与 EVA 泡棉我们不做,需要时会直说,不会拿别的材料顶上。

常见问题

泡棉和海绵是同一种东西吗?

不是。海绵指的是天然海绵或聚氨酯软泡,通常是开孔结构;泡棉是发泡聚合物的统称,闭孔和开孔都有。汉语口语里两者常混用,但按孔壁材料和泡孔结构问下去,就能分清。我们做的是闭孔的聚乙烯与聚丙烯泡棉,不是聚氨酯海绵。

泡棉材料能回收吗?

看有没有交联。未交联的热塑性泡棉可以回炉再熔;交联之后形成的是三维网络,不能熔融回收,只能研磨后做填充料或低要求的回填料。所以「能不能回收」问的是牌号,不是「泡棉」这个类别。

怎么判断该用多少密度?

先看载荷和压缩要求,再看重量限制。3 倍(300±40 kg/m³)能长期承压、上螺丝、扛集中荷载;40 倍(26.8±3 kg/m³)轻、软、贴合。多数设计的做法是取通过载荷测试的最轻那一档 —— 详见高密度 XPE 泡棉:密度换来什么。

泡棉能耐多少度?

聚乙烯泡棉的耐热级可经受 110 ℃ 工作环境、收缩率 ≤8%;聚丙烯泡棉(IXPP)最高使用温度 140 ℃。超过 140 ℃ 就不是泡棉的场合了,要改用矿物纤维或耐火材料 —— 这一点我们会直说。

延伸阅读

另见:泡棉是由什么做成的 · PE 泡棉 · 发泡材料 · 发泡塑料 · 交联聚乙烯泡棉材料总览 · 联系我们