珠粒发泡是一种同时拥有挤出发泡和注塑发泡优点的发泡工艺,可以制备具有高发泡倍率和复杂外形的产品。喷动床珠粒发泡工艺在保留这些优点的同时,避免了传统珠粒发泡工艺中废水的产生,具有广阔的应用前景。本文采用经验公式确定喷动床所需气速,并以此为初值,通过数值模拟对超临界CO2喷动床的气固特性进行了研究,考察了 CO2流速与静止床层高度对喷动床的影响。研究结果表明,喷动床内部根据气流与颗粒速度、浓度不同,可分为喷射区、喷泉区和环隙区三部分。增大气速会提高喷射区的颗粒速度,增大喷泉区范围,环隙区的颗粒浓度则出现下降。提高静止床层高度会使床层膨胀高度上升,但当静止床层高度过高,阻力过大,床层膨胀高度不会进一步上升。根据模拟结果,设计并搭建了喷动床珠粒发泡实验装置,通过喷动床珠粒发泡实验,制备了一系列热塑性聚氨酯(TPU)发泡珠粒,考察了 CO2流速、饱和温度、饱和压力和泄压速率对珠粒发泡的影响。结果表明,CO2流速越大,珠粒发泡倍率越均匀,当C02流速足够形成稳定喷动床后,珠粒发泡倍率均匀度保持不变。在CO2流速0.012 m/s,饱和温度150℃,饱和压力10 MPa,泄压速率20 MPa/s的情况下制备得到平均发泡倍率最大为9倍,平均泡孔直径为82.3 μm,平均泡孔密度为1.13×107个/cm3,互不粘结的珠粒。最后通过数值模拟对泄压过程中的颗粒运动进行了研究,考察了平均泄压速率、床层高度和饱和压力对泄压过程的影响。研究结果表明,平均泄压速率、床层高度和饱和压力的增大,都会使不同颗粒所经历的泄压速率差异越大,发泡倍率相差也就越大。