聚合物中的顆粒數(shù)量樣品分析圖像顯微鏡
泡孔的形成
泡孔成核
形成MCP材料的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于大量的泡孔成核。泡孔可以是均
相成核或異相成核。由于原料的均一性，當(dāng)整個基體中泡孔成核所
需的活化能也是均勻的時，就會產(chǎn)生均相成核。異相成核往往發(fā)生
在兩種或兩種以上的材料之間的界面上。在這種位置上成核所消耗
的能量較低，因而其界面能較高。當(dāng)驅(qū)動力非常高，如聚合物中氣
體過飽和度非常大時，活化水平的差別遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于驅(qū)動力，則均相成
核和異相成核會同時發(fā)生。當(dāng)使用超臨界態(tài)CO2生產(chǎn)MCP材料時，通
常會涉及兩種成核過程。
傳統(tǒng)的發(fā)泡工藝中，不僅要往聚合物中加物理發(fā)泡劑或化學(xué)發(fā)
泡劑，還要與碳酸鈣等粉末共混形成異相成核位置。此時，泡孔個
數(shù)由分散到聚合物中的顆粒數(shù)量決定。因顆粒比較大并且是確定的
，故泡孔個數(shù)極為有限。而要將極細(xì)的粉末分散到聚合物中又非常
困難。來自于發(fā)泡劑的氣體分布在這些有限的位置上，典型的泡孔
尺寸通常為幾百個微米。同樣，由于泡孔不是同時成核，其尺寸分
布也不均勻。因此，最初成核的泡孔有長大的趨勢，這是由于自由
能會使氣體擴(kuò)散到大的泡或孔。值得一提的是：達(dá)到平衡時，小泡
孔內(nèi)的壓力比大泡孔內(nèi)的壓力高。
為使成核產(chǎn)生，需克服一個能量壁壘。能量壁壘取決于兩個競
爭因素：①氣體擴(kuò)散到泡孔胚所能提供的能量；②形成泡孔表面所
需的表面能。在泡孔穩(wěn)定和生長之前，有一個臨界泡孔尺寸，低于
該尺寸時，泡孔胚將塌陷
