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聚氨酯硬泡就是閉孔的嗎?聚氨酯軟泡就是開孔的嗎?

來源:PU發泡專家 發布時間:2025-07-02 點擊數:

一、常規認知:硬泡以閉孔為主,軟泡以開孔為主

(一)硬質聚氨酯泡沫(硬泡)

  • 閉孔率≥90%
    硬泡密度較高(30-100 kg/m³),發泡過程中體系黏度快速增加,氣泡壁在固化前難以破裂,形成獨立封閉的孔隙。閉孔結構是其保溫性能優異的核心原因(如建筑保溫板、冷庫隔熱層)。

(二)軟質聚氨酯泡沫(軟泡)

  • 開孔率≥80%
    軟泡密度較低(10-40 kg/m³),發泡時體系黏度低,氣泡壁在固化后易破裂連通,形成開孔結構。開孔特性使其具備彈性和透氣性(如沙發坐墊、隔音材料)。

二、孔隙結構的形成機理

(一)硬泡閉孔的成因

  1. 高反應速率與黏度
    硬泡配方中多異氰酸酯(如 MDI)比例高,與多元醇反應劇烈,凝膠速度快,氣泡尚未破裂就被固化的聚合物網絡固定,形成閉孔。
  2. 低水量與物理發泡劑
    硬泡常使用氟利昂、戊烷等物理發泡劑,氣泡膨脹均勻,不易破裂;而水用量少(僅 0.5-2 份),產生的 CO?氣體量少,氣泡尺寸小。

(二)軟泡開孔的成因

  1. 低反應速率與黏度
    軟泡以 TDI 為主,反應溫和,凝膠速度慢,氣泡壁在固化后仍可因表面張力破裂,形成連通孔隙。
  2. 高水量與化學發泡
    軟泡水用量較高(3-8 份),與異氰酸酯反應生成 CO?氣體,氣泡膨脹力大,破裂后形成開孔(如床墊用軟泡)。

三、例外情況:非典型孔隙結構

(一)開孔型硬泡

  • 應用場景
    某些特殊硬泡(如吸音用硬質泡沫)通過調整配方(增加硅油類開孔劑、提高水用量),使閉孔率降至 70% 以下,形成開孔結構,兼顧硬度與吸音性能(如劇院墻面裝飾板)。
  • 技術要點
    開孔劑破壞氣泡壁表面張力,使固化后的氣泡破裂連通,同時保持聚合物網絡的剛性。

(二)閉孔型軟泡

  • 特殊產品
    部分軟泡(如防水緩沖材料)通過控制發泡工藝(低溫發泡、限制氣泡膨脹),可使閉孔率達到 60%-70%,兼具彈性與低吸水性(如汽車密封膠條)。
  • 與常規軟泡的區別
    密度略高(25-40 kg/m³),彈性稍弱,但防水性能顯著提升(吸水率<5%)。

四、如何快速判斷孔隙結構?

  1. 物理觀察
    • 硬泡:切開后截面光滑,氣泡呈獨立蜂窩狀,肉眼難見連通孔;
    • 軟泡:截面呈海綿狀,手指按壓后孔隙明顯張開,透氣感強。
  2. 吸水性測試
    • 閉孔材料:浸入水中 30 分鐘,重量增加<1%;
    • 開孔材料:重量增加>5%(水滲入連通孔隙)。
  3. 導熱系數檢測
    • 閉孔硬泡:λ≤0.035 W/(m?K);
    • 開孔軟泡:λ≥0.040 W/(m?K)。

五、總結:硬度與孔隙結構的關聯性

  • 多數情況成立:硬泡以閉孔為主(保溫 / 承重),軟泡以開孔為主(緩沖 / 透氣);
  • 例外需看配方:通過添加助劑或調整工藝,硬泡可開孔,軟泡可閉孔,需根據具體應用場景設計;
  • 核心邏輯:孔隙結構由發泡時的反應速率、黏度、發泡劑類型共同決定,硬度僅為宏觀表現之一。
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