المشكلات والحلول الشائعة لإنتاج رغوة البولي يوريثان - الجزء 1

تتناول هذه المقالة (الجزء الأول) 13 عيبًا شائعًا في تصنيع رغوة البولي يوريثان المرنة، بما في ذلك احتراق اللب، وكبر حجم الخلايا، وانهيار الرغوة، والانكماش، والتشقق، وارتفاع نسبة الخلايا المغلقة. ويتم تحليل كل عيب من منظور جودة المواد الخام، ومعايير التركيب، وظروف العملية، والمناخ، والمعدات، مع تقديم اقتراحات لحل المشكلات المتعلقة بآلات الرغوة منخفضة الضغط . راجع الجزء الثاني للاطلاع على المشكلات الإنتاجية المتبقية.

1. احتراق اللب (درجة حرارة المركز تتجاوز درجة حرارة أكسدة المادة)

أ. بوليولات البولي إيثر ذات الجودة الرديئة: رطوبة زائدة، محتوى بيروكسيد مرتفع، شوائب ذات نقطة غليان عالية، تركيز أيونات معدنية مرتفع، استخدام غير سليم لمضادات الأكسدة.

ب. مشاكل التركيبة: ارتفاع مؤشر TDI في التركيبات منخفضة الكثافة، نسبة غير مناسبة من الماء إلى عوامل النفخ الفيزيائية، عدم كفاية عامل النفخ الفيزيائي، وجود كمية زائدة من الماء.

ج. التأثير المناخي: ارتفاع درجات الحرارة في الصيف، وبطء تبديد الحرارة، وارتفاع درجات حرارة المواد، وارتفاع الرطوبة مما يؤدي إلى تجاوز درجة الحرارة المركزية درجة حرارة الأكسدة.

د. التخزين غير السليم: زيادة مؤشر TDI مما يؤدي إلى تراكم الحرارة أثناء المعالجة اللاحقة، مما ينتج عنه ارتفاع درجة الحرارة الداخلية واحتراق اللب.

2. تشوه انضغاطي كبير

أ. بولي إيثر بوليول: وظائف أقل من 2.5، نسبة أكسيد البروبيلين أكبر من 8%، نسبة عالية من المكونات ذات الوزن الجزيئي المنخفض، عدم التشبع أكبر من 0.05 مول/كجم.

ب. ظروف العملية: درجة حرارة مركز التفاعل منخفضة جدًا أو مرتفعة جدًا، أو معالجة لاحقة ضعيفة، أو تفاعل غير مكتمل، أو احتراق جزئي.

ج. تركيبة العملية: مؤشر TDI منخفض جدًا (يتم التحكم فيه ضمن 105-108)، زيت السيليكون الزائد وأوكتوات القصدير وزيت السيليكون، محتوى هواء الرغوة منخفض، محتوى الخلايا المغلقة مرتفع.

3. رغوة ناعمة (صلابة أقل مع نفس الكثافة)

أ. بوليولات البولي إيثر: وظائف منخفضة، قيمة هيدروكسيل منخفضة، وزن جزيئي مرتفع.

ب. تركيبة العملية: عدم كفاية أوكتوات T9، تفاعل التجلط البطيء، محتوى مائي أقل مع نفس كمية محفز القصدير، كمية أكبر من عوامل النفخ الفيزيائية، جرعة عالية من زيت السيليكون عالي النشاط، مؤشر TDI منخفض.

4. حجم الخلية الكبير

أ. ضعف الخلط: خلط غير متساوٍ، وقت قصير لتكوين الكريمة؛ زيادة سرعة رأس الخلط، تقليل ضغط رأس الخلط، زيادة حقن الغاز.

ب. تركيبة العملية: زيت السيليكون أقل من الحد الأدنى، قصدير الأوكتوات غير كافٍ أو ذو جودة رديئة، سرعة التصلب البطيئة.

5. الكثافة أعلى من القيمة المحددة

أ. بوليولات البولي إيثر: نشاط منخفض، وزن جزيئي عالٍ.

ب. تركيبة العملية: زيت السيليكون أقل من الحد الأدنى، مؤشر TDI منخفض، مؤشر رغوة منخفض.

ج. الظروف المناخية: درجة حرارة منخفضة، ضغط جوي مرتفع. تؤدي زيادة الضغط الجوي بنسبة 30% إلى زيادة الكثافة بنسبة 10-15%.

6. الخلايا المنهارة والفراغات (معدل انبعاث الغاز أكبر من معدل التصلب)

أ. بوليولات البولي إيثر: قيمة حمضية زائدة (تؤثر على معدل التفاعل)، شوائب عالية، نشاط منخفض، وزن جزيئي عالٍ.

ب. تركيبة العملية: زيادة الأمين، انخفاض محفز القصدير (رغوة سريعة وتصلب بطيء)، انخفاض مؤشر TDI، زيت سيليكون غير كافٍ أو غير فعال.

ج. ضغط منخفض آلة الرغوة : تقليل سرعة حقن الغاز وسرعة رأس الخلط.

7. نسبة الخلايا المغلقة العالية

أ. بوليولات البولي إيثر: نسبة عالية من إيبوكسي الإيثان، نشاط عالٍ، يحدث غالبًا عند التحول إلى بوليولات البولي إيثر ذات مستويات نشاط مختلفة.

ب. تركيبة العملية: زيادة في أوكتوات القصدير، ونشاط إيزوسيانات عالي، ودرجة ربط متقاطع عالية، وسرعة ربط متقاطع عالية، وزيادة في الأمين وعوامل النفخ الفيزيائية مما يؤدي إلى انخفاض ضغط الرغوة، ومرونة عالية للرغوة مما يؤدي إلى ضعف فتح الخلايا، ومؤشر TDI مرتفع للغاية مما يؤدي إلى ارتفاع نسبة الخلايا المغلقة.

8. الانكماش (معدل التصلب أكبر من معدل الرغوة)

أ. نسبة عالية للخلايا المغلقة، وانكماش أثناء التبريد.

ب. ظروف التشغيل: انخفاض درجة حرارة الهواء والمادة.

ج. تركيبة العملية: زيت سيليكون زائد، أمين أقل، قصدير أكثر، مؤشر TDI منخفض.

د. آلة الرغوة ذات الضغط المنخفض: زيادة سرعة رأس الخلط، وزيادة حقن الغاز.

9. التصدع

أ. تشير الشقوق على شكل "8" إلى وجود كمية زائدة من الأمين، بينما تشير الشقوق ذات الخط الواحد إلى وجود كمية زائدة من الماء.

ب. الشقوق الوسطى والسفلية: زيادة الأمين، معدل الرغوة السريع (زيادة عامل النفخ الفيزيائي، رداءة زيت السيليكون وجودة المحفز).

ج. الشقوق العلوية: معدل تصلب الغاز غير المتوازن (درجة حرارة منخفضة، درجة حرارة المادة منخفضة، عامل حفاز غير كافٍ، كمية أقل من الأمين، جودة زيت السيليكون رديئة).

د. الشقوق الداخلية: انخفاض درجة حرارة الهواء، ارتفاع درجة حرارة المركز، انخفاض مؤشر TDI، وجود كمية زائدة من القصدير، قوة رغوة مبكرة عالية، زيت سيليكون عالي النشاط بكميات صغيرة.

هـ. الشقوق الجانبية الوسطى: زيادة جرعة القصدير.

F. قد يعود سبب التشققات خلال العملية إلى اختلافات في عملية إسقاط اللوح وتفاعل الرغوة، أو إلى الرغوة المبكرة، أو إلى استخدام ألواح غير مناسبة. وبالإضافة إلى التركيبة، يرتبط الأمر أيضاً بنعومة ورق القاعدة؛ فإذا كان ورق القاعدة مجعداً، فقد يقسم السائل إلى عدة أجزاء، مما يؤدي إلى التشققات.

10. بنية الخلية الضبابية

أ. سرعة تقليب مفرطة.

ب. حجم حقن هواء مرتفع.

ج. تدفق مضخة القياس غير دقيق.

د. انسداد أنابيب المواد والمرشحات.

11. تشققات في الحافة السفلية (زيادة نسبة الأمين، معدل رغوة سريع)

المسام السطحية الكبيرة: عامل نفخ فيزيائي مفرط، زيت سيليكون رديء الجودة، وجودة المحفز رديئة.

12. أداء ضعيف في درجات الحرارة المنخفضة

ضعف الجودة المتأصلة في بوليولات البولي إيثر: انخفاض قيمة الهيدروكسيل، وانخفاض الوظائف، وارتفاع عدم التشبع، وانخفاض مؤشر TDI مع نفس استخدام القصدير.

13. سوء التهوية

أ. الظروف المناخية: درجة حرارة منخفضة.

ب. المواد الخام: محتوى عالٍ من بولي إيثر بوليول، زيت سيليكون عالي النشاط.

ج. تركيبة العملية: زيادة في القصدير، أو انخفاض محتوى القصدير والأمين مع نفس استخدام القصدير، ومؤشر TDI مرتفع.

FAQ

س: ما الذي يسبب احتراق اللب في رغوة البولي يوريثان المرنة؟
أ: يحدث احتراق اللب نتيجة ارتفاع درجة الحرارة الداخلية عن درجة حرارة أكسدة المادة. وتشمل الأسباب الرئيسية رداءة جودة بولي إيثر بوليول، وعدم ملاءمة مؤشر TDI وجرعة الماء، وارتفاع درجة الحرارة/الرطوبة في فصل الصيف، وسوء تخزين TDI.

س: لماذا ينتج رغوة البولي يوريثان عيوبًا ذات حجم خلايا كبير؟
أ: تنشأ عيوب الخلايا الكبيرة من عدم كفاية سرعة الخلط، أو قصر وقت التكوير، أو عدم كفاية مادة السيليكون السطحية، أو رداءة جودة أوكتوات القصدير مما يؤدي إلى بطء عملية التصلب. اضبط معايير رأس الخلط وتحقق من جودة المادة المضافة.

س: ما الذي يؤدي إلى انهيار الخلايا وتكوّن الفراغات في رغوة البولي يوريثان؟
أ: يحدث انهيار الخلايا عندما يتجاوز معدل توليد الغاز معدل التجلط. وتشمل الأسباب ارتفاع قيمة الحموضة في بولي إيثر بوليول، وزيادة محفز الأمين، وعدم كفاية محفز القصدير، وانخفاض مؤشر TDI، وعدم فعالية زيت السيليكون.

هل ترغب بمعرفة المشاكل الـ 13 المتبقية الشائعة المتعلقة برغوة البولي يوريثان الإسفنجية وحلولها؟ انقر على رابط المقال لمتابعة القراءة. المشكلات الشائعة وحلولها في إنتاج رغوة البولي يوريثان - الجزء الثاني