异相成核机理是当今微发泡工业加工的主要机理，其原理是把添加剂加入到聚 合物中来成型微孔材料[2]。机理的发现者 Jonathan Colton 还研究了半结晶性聚合物 的发泡方法[3]，当温度高于聚合物的熔点时就可以消除半结晶性聚合物的结晶相， 从而气体得以溶解于非晶结构中。上述理论可以将结晶性材料用于微孔泡沫的工业 生产。超临界流体（SCF）发泡的出现使泡孔密度从 109 个泡孔/cm3 增加到了 1015 个泡孔/cm3，产生了更多的气泡[4,5]。其发现者 Sung Cha 还发现在聚合物熔体中的 大量气体随塑料的玻璃化转变温度大幅减少，这为室温发泡提供了可能性。经过以 上的实验研究，微孔成型技术能够顺利过渡到工业应用。

最早的微孔注射成型技术商业化应用是在 1995 年，由 Trexel公司（原 Axiomatics 公司）首先开发。1997 年 Trexel 公司与加拿大恩格尔公司合作，成功研发出第一台 注射成型机，随后两家公司又在 1998 年开发了第一台往复式螺杆微孔注射成型机[6]。 微孔注射成型技术发展很快，迄今为止有 Trexel 公司推出的 MuCell®技术，IKV 公

司开发的 Optifoam®和 ProFoam®工艺等[7]，并且 Trexel 公司依然在不断开发微孔注 射成型工艺推广到世界各地。

1。1。2 微孔制品的优势及应用

微孔制品的优势在于泡孔尺寸小，能产生大量的微孔气泡使材料的消耗减小， 同时能够缩短成型周期。因此，相比于传统的热塑性注塑成型工艺更加经济，效率 更高。微孔泡沫与传统泡沫相比，主要区别在于泡孔的密度和泡孔的尺寸。以传统 的聚苯乙烯泡沫为例，其平均泡孔尺寸大概为 250µm，泡孔密度为 104～105 个泡孔

/cm3 [8]。而微孔泡沫的平均泡孔尺寸大概为 10µm，泡孔密度可达 109 个泡孔/cm3 [8]。 研究表明，传统泡沫、微孔泡沫和未发泡的材料三者相比，传统泡沫的最小泡孔尺 寸与微孔泡沫的最大泡孔尺寸相同，且传统泡沫的泡孔密度远不如微孔泡沫的泡孔 密度高。未发泡材料在成型周期、模具成本上远高于微孔发泡，且未发泡材料有表 面凹痕，韧性较低。因此可以看出，微孔发泡明显优于传统泡沫和未发泡材料。总 之，微孔泡沫的优点可以总结如下：论文网

（1）微孔泡沫能提高制品的刚性，通过重新设计薄膜结构，产生细小的泡孔，因 此可以节省材料，降低成本。

（2）微孔注射成型可以解决锁模力下降或注射压力受限的问题，用于生产那些因 流动限制难以完全充模的薄壁未发泡制品。

（3）由于在微孔注射成型过程中不需要保压，微孔制品无凹痕、不平、翘曲和残 余应力。

（4）微孔注射成型的成型周期短，节约成本，适合批量生产。

（5）微孔加工设备能耗低，与传统注塑设备相比，锁模力降幅可达 50％[11]。 微孔制品优点众多，所以在各领域的应用非常广泛，特别是在薄壁制品领域，

生产的薄壁制件厚度可达 0。5mm。在汽车零部件领域里，汽车仪表盘、车门装饰、 镜子支架等都可用微孔成型；医疗领域里，运用微孔注射成型技术可以缩短成型周 期，降低成本，节约昂贵的医用材料。高精度制件、高性能工程材料、超微孔制件、 特殊功能制品等都可以用到微孔成型技术[9]。

1。2 微孔注射成型基础理论和成型工艺

微孔注射成型技术的关键步骤有 4 个，即超临界流体在聚合物中的混合和溶解，

泡孔成核，泡孔长大，模内成型[10-12]。目前，微孔注射成型设备主要有往复式注射 成型机和物理发泡计量系统及气泵。往复式注射成型机还包括了注射成型机、注射 模具、模具温度控制室及拥有计量装置的超临界流体系统。