Study on chemical foam⁃injection molding of polystyrene

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.08.007

Abstract

Abstract:

This study presents a cost⁃effective conversion of a conventional 200⁃ton ENGEL injection molding machine into a microcellular foaming system through hydraulic control system modifications and screw redesign. Using a domestic environmentally friendly chemical blowing agent （FE⁃200） and general⁃purpose polystyrene， microcellular foamed parts were successfully produced with an average cell diameter of 38 μm， a foaming ratio of 1.12， and a cell density of 5.92×10⁶ cells/cm³. Flow⁃to⁃length ratio testing in a free⁃flow mold revealed that injection speed and foaming presence were the dominant factors affecting flow behavior， while chemical blowing agent concentration showed negligible influence. The demonstrated conversion approach provides an economical solution for implementing microcellular chemical foaming technology without requiring expensive specialized equipment.

Key words: microcellular injection molding, polystyrene, chemical blowing agent, flow?length ratio, injection speed

CLC Number:

TQ320.6

ZHU Dashao, LUO Baoshu, XU Jingyi, YANG Yafeng, WANG Wucong, WANG Shengwang, CHEN Jianbo, GE Fujiong. Study on chemical foam⁃injection molding of polystyrene[J]. China Plastics, 2025, 39(8): 41-46.

Figures/Tables 8

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测试条件	制件质量/g	喷嘴出口的压力降梯度/×10¹¹ Pa·s^-1	循环周期/s	发泡剂在混炼段停留时间（整个循环周期）/s	螺杆产量/ kg·h^-1	泡孔密度/ 10⁶个·cm^-3	发泡倍率	当量泡孔直径/ µm
固体（非发泡），慢速注射	63	1.7	59	—	9.0	—	—	—
发泡，2 %发泡剂，慢速注射	60	1.7	59	127	8.6	0.82	1.06	57
发泡，5 %发泡剂，慢速注射	58	1.7	59	127	7.7	3.64	1.11	46
发泡，5 %发泡剂，快速注射	58	4.4	59	127	7.7	5.52	1.12	38

测试条件	制件质量/g	喷嘴出口的压力降梯度/×10¹¹ Pa·s^-1	循环周期/s	发泡剂在混炼段停留时间（整个循环周期）/s	螺杆产量/ kg·h^-1	泡孔密度/ 10⁶个·cm^-3	发泡倍率	当量泡孔直径/ µm
固体（非发泡），慢速注射	63	1.7	59	—	9.0	—	—	—
发泡，2 %发泡剂，慢速注射	60	1.7	59	127	8.6	0.82	1.06	57
发泡，5 %发泡剂，慢速注射	58	1.7	59	127	7.7	3.64	1.11	46
发泡，5 %发泡剂，快速注射	58	4.4	59	127	7.7	5.52	1.12	38