泡沫塑料也叫多孔塑料，由大量气体微孔分散于固体塑料中而形成的一类高分子材料。


由于泡沫塑料是以气体为填料的复合材料，与纯塑料相比，具有密度低，质轻，比强度高，其强度随密度增加而变大，有吸收冲击载荷的能力，有优良的缓冲减震性能，隔音吸音性能，热导率低，隔热性能好，优良的电绝缘性能，具有耐腐蚀、耐霉菌性能。软质泡沫塑料具有弹性优良等性能，并且其介电性能优于基体树脂，用途很广。

泡沫塑料较早是20世纪20年代泡沫胶木；30年代硬质聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫；40年代，聚乙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、酚醛泡沫；50年代，可发性聚苯乙烯泡沫和软质聚氨酯泡沫；现在几乎所有的塑料都可以做成泡沫塑料。

泡沫塑料内部有许多小孔，孔间互相连通的称为开孔型泡沫塑料，互相封闭的称为闭孔型泡沫塑料。泡沫塑料有硬质、软质两种。按美国试验和材料学会标准，在18～29℃温度下，在时间为5s内，绕直径2.5cm的圆棒一周，如不断裂，测试样属于软质泡沫塑料；反之则属硬质泡沫塑料。泡沫塑料还可分为低发泡和高发泡两类。通常将发泡倍率（发泡后比发泡前体积变大的倍数）小于5的称为低发泡，大于5的称为高发泡。

硬质泡沫塑料即在室温下，构成泡沫塑料的聚合物属结晶态或无定形态，它们的玻璃化温度高于常温，因此，在常温下泡沫塑料的质地较硬。

软质泡沫塑料即构成泡沫塑料的聚合物的熔点小于常温或无定形聚合物的玻璃化温度低于常温，材料在常温下质地柔软。

半硬质（或半软质）泡沫塑料是介于以上两类之间的泡沫体。

无论采用什么方法发泡，其基本过程都是：

①在液态或熔态塑料中引入气体，产生微孔；

②使微孔增长到一定体积；

③通过物理或化学方法固定微孔结构。

按照引入气体的方式，发泡方法有机械法、物理法和化学法。

机械法

借助强烈搅拌，把大量空气或其他气体引入液态塑料中。工业上主要用此法生产脲醛泡沫塑料，可用作隔热保温材料或影剧中布景材料（如人造雪花）。

物理法

常将低沸点烃类或卤代烃类溶入塑料中，受热时塑料软化，同时溶入的液体挥发膨胀发泡。如聚苯乙烯泡沫塑料，可在苯乙烯悬浮聚合时，先把戊烷溶入单体中，或在加热加压下把已聚合成珠状的聚苯乙烯树脂用戊烷处理，制得所谓可发泡性聚苯乙烯珠粒。将此珠粒在热水或蒸汽中预发泡，再置于模具中通入蒸汽，使预发泡颗粒二次膨胀并互相熔结，冷却后即得到与模具型腔形状相同的制品。它们广泛用作保温和包装中防震材料。

也可采用挤出成型法，此时，既可使用可发泡珠粒，将其一次发泡挤出成片材；也可使用普通聚苯乙烯粒料，在挤出机适当部位加入卤代烃，使之与塑料熔体混合均匀，当物料离开机头时即膨胀发泡。挤出法常用于制片材或板材，片材经真空吸塑成型可制成食品包装盒和托盘等。聚乙烯也可用类似方法制得挤出发泡制品。引入气体的物理方法还有溶出法、中空微球法等。溶出法是将可溶性物质如食盐、淀粉等和树脂混合，成型为制品后，再将制品放在水中反复处理，把可溶性物质溶出，即得到开孔型泡沫制品，多用作过滤材料。中空微球法是将熔化温度很高的空心玻璃微珠与塑料熔体相混，在玻璃微珠不致破碎的成型条件下，可制得特殊的闭孔型泡沫塑料。

化学法

可分为两类：

① 采用化学发泡剂，它们在受热时分解放出气体。常用的化学发泡剂，如偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、N，N′－二亚硝基五亚甲基四胺、碳酸氢钠等。许多热塑性塑料均可用此法作成泡沫塑料。例如聚氯乙烯泡沫鞋，就是把树脂、增塑剂、发泡剂和其他添加剂制成的配合料，放入注射成型机中，发泡剂在机筒中分解，物料在模具中发泡而成。


泡沫人造革则是将发泡剂混入聚氯乙烯糊中，涂刮或压延在织物上，连续通过隧道式加热炉，物料塑化熔融、发泡剂分解发泡、经冷却和表面整饰，即得泡沫人造革。硬质聚氯乙烯低发泡板材、管材或异型材则用挤出法成型，发泡剂在机筒中分解，物料离开机头时，压力降到常压，溶入气体即膨胀发泡，如果发泡过程与冷却定型过程配合得当，就可得到结构泡沫制品。


② 利用聚合过程中的副产气体，典型例子是聚氨酯泡沫塑料，当异氰酸酯和聚酯或聚醚进行缩聚反应时，部分异氰酸酯会与水、羟基或羧基反应生成二氧化碳。只要气体放出速度和缩聚反应速度调节得当，即可制是泡孔十分均匀的高发泡制品。聚氨酯泡沫塑料有两种类型，软质开孔型形似海绵，广泛用作各种座椅、沙发的座垫以及吸音、过滤材料等；硬质闭孔型则是理想的保温、绝缘、减震和漂浮材料。

几乎各种塑料均可作成泡沫塑料，常用的泡沫塑料有聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、酚醛泡沫塑料等等。我们今天介绍一种特别的泡沫材料----PEI泡沫塑料。

PEI是指聚醚酰亚胺（Polyetherimide）的缩写，是一种热塑性工程树脂，外观为琥珀色透明固体，不添加任何添加剂就有固有的阻燃性和低烟度，氧指数为47%，燃烧等级为UL94-V-0级，密度为1.28~1.42g/cm3。

PEI具有很强的高温稳定性，即使是非增强型的PEI，仍具有很好的韧性和强度。因此利用PEI优越的热稳定性可用来制作高温耐热器件。具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐辐照性能、耐高低温及耐磨性能，并可透过微波。PEI还有良好的阻燃性、抗化学反应以及电绝缘特性。玻璃化转化温度很高，达215℃。PEI还具有很低的收缩率及良好的等方向机械特性。加入玻璃纤维、碳纤维或其他填料可达到增强改性的目的；也可和其它工程塑料组成耐热高分子合金，可在-160～180℃的工作温度下长期使用。

近年来其开发和应用得到迅速发展，为进一步拓展其工程应用领域，降低其密度制备PEI泡沫材料是一个重要途径。

前GE塑料是PEI材料的发明，这个材料现在为SABIC HPP所拥有。ULTEM泡沫是一种基于聚醚酰亚胺聚合物的硬质轻量，低火焰，烟雾和毒性泡沫芯。这些特性使其成为当今许多高性能复合材料系统（包括但不限于航空航天/运输内部，军事天线罩，复合工具和医学成像设备）的三明治芯的很好的候选者。

符合FST标准，通过FAR 25.853，允许ULTEM泡沫用于许多航空航天内部应用。
雷达透明，ULTEM泡沫具有低介电性能，使其成为天线罩应用的理想选择。
低吸湿性，比PES或PMI泡沫芯材料具有低的吸湿性尺寸稳定的产品。
多种转化过程，ULTEM泡沫可以机械加工，热成型或压塑成型，从而使您能够为自己的应用选择较具成本效益的转化工艺。
与层压板兼容可与热塑性，热固性或金属层压板组合以创建可定制的复合系统。

Ultem泡沫的密度是传统树脂的1/10到1/30。它具有Ultem树脂很好的FST性能（符合俄亥俄州立大学（OSU）低于50/50的性能水平），并具有很好的介电和声学性能，包括已证明的降噪系数大于0.3。
PEI泡沫塑料的生产及规格

这个泡沫塑料目前是在SABIC美国生产，相关规格及性能如下：

应用案例：

航空航天应用上具有较大的重量减轻，性能和成本优势

Ultem树脂的低吸湿性至关重要，因为它有助于飞机制造商应对两个主要挑战：减轻重量以节省燃料和减少排放，并降低系统成本，同时提供与传统材料相同或更好的性能。低吸湿性与久经验证的Ultem泡沫的烟气毒性（FST），介电，声学和热性能相结合，突显了SABIC在为飞机行业设计世界很好的热塑性解决方案方面的开拓性工作。

通过用Ultem泡沫代替竞争性材料，例如聚甲基丙烯酰亚胺（PMI），OEM和制造商可以满足其环境目标和行业挑战，同时通过简化处理过程和延长应用程序的使用寿命来降低系统成本，相关行业人士表示。

Ultem泡沫在炎热潮湿条件下的性能优于PMI。

测试涉及将Ultem泡沫和PMI泡沫板在环境室内暴露于高温（70 C / 158 F）和湿度（85％相对湿度）下。测试结果表明，Ultem泡沫在1,000小时内吸收的水分少于0.5％（重量）。相反，PMI仅在150小时内吸收了5％至6％重量的水分，并在1000小时内保持了这些结果。

吸湿会增加重量，这会增加飞机的整体重量，从而对燃油消耗和排放产生不利影响。平均而言，飞机每搭载一公斤（2.2磅），每小时将燃烧约0.03公斤（.06磅）的燃油。鉴于整个商业机队每年飞行约5700万小时，每飞行一公斤减少一公斤，每年可节省约1700吨燃料和5400吨二氧化碳（CO2）。

此外，水分吸收本身可能会对电子器件产生干扰（干扰），并可能导致内部敏感区域凝结。飞机在不同环境条件下飞行时发生的吸收和干燥循环也可能导致复合结构分层，并使零件的尺寸变形。这样的结果可能导致更频繁的维修和停机。

Ultem Foam避免了干燥板的时间和成本

Ultem泡沫很好的低吸湿性的另一个重要优点是在加工过程中出现。通常，在对PMI泡沫板进行机械加工，压模或热成型之前，须对其进行调理（干燥和/或存放在特殊区域内）。这个额外的步骤增加了过程的时间，成本和开销。Ultem泡沫避免了这种情况。此外，PMI可能须经历多步退火过程。此外，Ultem泡沫与金属和热固性层压材料兼容，从而有可能消除粘合剂和飞机行业常见的其他二次操作。