Foam material

一句話結論:泡棉材料是「基材」和「泡孔」兩件事的組合 —— 先看孔壁是什麼聚合物,再看泡孔是各自封閉的還是互相連通的。第一件事決定它叫什麼名字、能耐到什麼溫度和化學品;第二件事決定它是隔熱阻汽,還是吸聲透氣。

泡棉按什麼分

看到「泡棉」兩個字,先問兩個問題,材料基本就定性了:

  1. 孔壁是什麼材料?聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、EVA —— 名字就是這麼來的。基材決定工作溫度、軟硬和耐化學性。
  2. 泡孔封閉還是連通?閉孔泡棉每個氣泡各自獨立,開孔泡棉的氣泡互相連通。這一條決定它擋得住水氣還是讓水氣穿過去。

還有第二道分界線:聚合物鏈在發泡之前有沒有交聯。交聯把分子鏈連成三維網路,泡孔壁在高溫下不會塌,所以交聯牌號能做出更細、更均勻的泡孔,也能把單層做到更薄。

常用的五類基材

按孔壁材料分,市面上買得到的泡棉主要是這五類。
基材泡孔特點常見去處
聚乙烯(PE / XPE / IXPE)多為閉孔柔韌、耐化學、不吸水;交聯後單層可做到 0.1 mm包裝內襯、墊層、膠帶基材、浮力件
聚丙烯(IXPP)閉孔比聚乙烯硬、耐溫更高,最高使用溫度 140 ℃汽車、電子等要耐溫的薄層
聚氨酯(PU)開孔或閉孔都能做軟到硬跨度大,密度範圍寬床墊、傢俱墊材、汽車座椅
聚苯乙烯(PS / EPS / XPS)閉孔輕、挺、成型性好建築保溫板、成型包裝
EVA閉孔柔軟有橡膠感,熱成型性好瑜珈墊、鞋材、運動護具

這張表裡跨了行的是「交聯與否」:同樣是聚乙烯,未交聯的 PE 泡棉可以回爐再熔,交聯之後的 XPE、IXPE 不能熔融回收,只能研磨回收 —— 換來的是更細的泡孔和更薄的單層厚度。這三張牌號的取捨另見PE 泡棉與交聯牌號。

交聯與否:第二道分界線

擠出機把聚乙烯熔融、把發泡劑混進去、再讓壓力在模口釋放,氣體就把聚合物撐成泡孔。這一步不改變分子鏈的連接方式 —— 鏈子仍然可以互相滑動。鏈子能滑動,意味著泡孔壁在氣體膨脹時會被越拉越薄,密度一旦壓低,泡孔就容易塌或者併孔,所以未交聯 PE 泡棉的泡孔偏粗,單層也做不薄。

交聯是在發泡之前先把鏈子綁起來:XPE 用過氧化物做化學交聯,IXPE 走電子束輻射,IXPP 同樣是輻射交聯。網路兜住泡孔壁,材料就能在更低密度下保持完整,單層也能壓到 IXPE 0.1 mm、XPE 3 mm 這個量級。

閉孔還是開孔

閉孔泡棉的每個氣泡是獨立的一間小屋,氣體出不去、水氣也進不來,所以它導熱低、吸水率低 —— 按 GB/T 1034 實測,我們的交聯聚乙烯牌號在 3~10 倍區間吸水率 ≤0.2%,25~40 倍區間 ≤0.4%。要隔熱、要阻汽、要浮力,選閉孔。

開孔泡棉的氣泡互相連通,空氣能穿過孔壁摩擦生熱,聲能就這樣被消耗掉 —— 所以吸聲用的是開孔結構。要吸聲、要透氣、要過濾,選開孔。同一片材料想同時幹這兩件事是做不到的,這也是為什麼隔音棉和保溫棉經常不是同一種泡棉。詳見隔音泡棉:閉孔與開孔怎麼選。

密度、厚度與形態跟著用途走

密度和發泡倍數是同一個數的兩種寫法。以我們的 XPE 牌號為例,權威表給的是這樣的對應關係:

XPE 泡棉的密度與導熱係數(廠方技術資料,GB/T 6343 / GB/T 10297)。
發泡倍數3 倍10 倍20 倍30 倍40 倍
表觀密度(kg/m³)300±40100±1050±633.3±326.8±3
導熱係數(W/m·K)≤0.095≤0.073≤0.055≤0.045≤0.040

厚度和幅面是同一張表裡的常規參數:XPE 單層 3~15 mm、IXPE 單層 0.1~15 mm、IXPP 單層 1~6 mm;更厚的靠多層熱合,可以做到 200 mm。幅寬 500~2000 mm(IXPP 為 500~1500 mm)。同一捲或同一張泡棉,裁成片材、繞成捲材還是模切成件,都只是最後一道工序的差別。

博豐泡棉供應什麼

博豐泡棉是交聯聚烯烴泡棉的生產廠家,在廣東珠海擁有 10,000 m² 廠房、5 條生產線,年產能 5,000 噸。我們做的是這張表裡的一支:交聯聚乙烯與交聯聚丙烯 —— XPE(化學交聯)、IXPE(輻射交聯)、IXPP(輻射交聯聚丙烯),發泡倍數 3~40 倍。聚氨酯、聚苯乙烯與 EVA 泡棉我們不做,需要時會直說,不會拿別的材料頂上。

常見問題

泡棉和海綿是同一種東西嗎?

不是。海綿指的是天然海綿或聚氨酯軟泡,通常是開孔結構;泡棉是發泡聚合物的統稱,閉孔和開孔都有。漢語口語裡兩者常混用,但按孔壁材料和泡孔結構問下去,就能分清。我們做的是閉孔的聚乙烯與聚丙烯泡棉,不是聚氨酯海綿。

泡棉材料能回收嗎?

看有沒有交聯。未交聯的熱塑性泡棉可以回爐再熔;交聯之後形成的是三維網路,不能熔融回收,只能研磨後做填充料或低要求的回填料。所以「能不能回收」問的是牌號,不是「泡棉」這個類別。

怎麼判斷該用多少密度?

先看荷載和壓縮要求,再看重量限制。3 倍(300±40 kg/m³)能長期承壓、上螺絲、扛集中荷載;40 倍(26.8±3 kg/m³)輕、軟、貼合。多數設計的做法是取通過荷載測試的最輕那一檔 —— 詳見高密度 XPE 泡棉:密度換來什麼。

泡棉能耐多少度?

聚乙烯泡棉的耐熱級可經受 110 ℃ 工作環境、收縮率 ≤8%;聚丙烯泡棉(IXPP)最高使用溫度 140 ℃。超過 140 ℃ 就不是泡棉的場合了,要改用礦物纖維或耐火材料 —— 這一點我們會直說。

延伸閱讀

另見:泡棉是由什麼做成的 · PE 泡棉 · 發泡材料 · 發泡塑膠 · 交聯聚乙烯泡棉材料總覽 · 聯絡我們