Überkritisches Schäumen ist eine Schlüsseltechnologie für die Herstellung hochwertiger, leichter und{1}elastischer Materialien. Herkömmliche Perlenschäumverfahren sind durch ausländische Patentbarrieren eingeschränkt, was die Herstellung von Elastomerprodukten mit ultra-niedriger-Dichte und komplexen Formen erschwert.
Ein Forschungsteam der Qingdao University of Science and Technology hat eine integrierte Plattform für „Prozess-Ausrüstung-Material“ für die überkritische grüne Schäumung im Autoklaven entwickelt. Diese Innovation bricht das Doppelmonopol im Bereich hochwertiger Elastomerschäume. Das Team war Vorreiter bei einem überkritischen Schäumungsprozess im Autoklaven, bei dem ein „kleiner Vorformling zum großen Vorformling“ verwendet wird. Vereinfacht ausgedrückt wird zunächst ein kleinerer vorgeformter Rohling vorbereitet und dann in einen Hochdruckautoklaven gegeben. Unter Eindringung überkritischer Flüssigkeit und präziser Temperatur-{8}}Druckkontrolle dehnt sich der Rohling gleichmäßig zu einem großen Schaumprodukt aus. Dieser Ansatz löst effektiv die Produktionsherausforderungen von Elastomerprodukten mit extrem niedriger Dichte, hoher Dimensionsgenauigkeit und gleichmäßiger Zellstruktur.
Die Schaumausrüstung ist ein weiterer entscheidender Durchbruch. Das Team entwickelte unabhängig einen vollautomatischen Autoklav für überkritisches Schäumen mit Klammer--Schnellöffnung-. Diese Ausrüstung überwindet technische Herausforderungen wie Dichtungsschwierigkeiten bei hoher Temperatur und hohem Druck, niedrige Temperatur--Druckkontrollgenauigkeit und schlechte Betriebseffizienz. Die neue Ausrüstung erreicht eine Druckentlastungsrate, die sechsmal schneller ist als bei internationalen Spitzengeräten, mit einer Präzision der Temperaturregelung im Autoklaven von ±1 Grad. Es unterstützt eine umweltfreundliche Großproduktion im Zehntausend-Tonnen-Bereich und ermöglicht die Substitution hochwertiger Schäumanlagen im Inland.
Im Hinblick auf die Materialmodifikation entwickelte das Team eine mehrstufige Methode zur Regulierung der Netzwerkstruktur. Dieser Ansatz funktioniert wie der Aufbau flexibler „Brücken“ und erweiterbarer Netzwerke zwischen Gummi-Molekülketten und der anschließenden Verstärkung des Gewebes. Dadurch kann das Material während der Schäumexpansion effektiv gedehnt werden, ohne zu brechen oder zu kollabieren, was das Schäumtemperaturfenster erheblich erweitert und den technischen Engpass beim Schäumen mit extrem niedriger Dichte für Spezialkautschuke überwindet.