المحفزات المركبة والمحفزات المتأخرة

في دراسة وإنتاج الرغاوي، لوحظ بوضوح أن التأثير التحفيزي يتعزز بشكل كبير عند استخدام محفزين معًا. هذه الظاهرة، المعروفة باسم "التأثير التآزري" بين المحفزات، تسمح بعملية تحفيزية أكثر فعالية. لتحقيق التوازن في التفاعلات المختلفة أثناء الإنتاج، من الشائع استخدام محفزين أو أكثر لتكوين نظام حفاز مركب. يعمل هذا الأسلوب على زيادة التأثير التحفيزي إلى الحد الأقصى مع تقليل كمية المحفز المطلوب. يمكن للمصنعين ضبط جرعات المحفزات المختلفة بناءً على المواد الخام والعمليات ومعدات الإنتاج لإنتاج منتجات عالية الجودة. يظهر "التأثير التآزري" في الجدول أدناه.

لا تظهر محفزات القصدير والأمين هذا التأثير التآزري فحسب، بل حتى الأمينات المختلفة، مثل رباعي ميثيل بوتانيديامين (TMBDA) وثلاثي إيثيلين ثنائي أمين (TEDA)، يمكن أن تظهر تفاعلات مماثلة.

التأثير التآزري لمحفزات الأمين والقصدير العضوي (على تفاعل NCO-OH)

استنادًا إلى مبادئ تآزر المحفزات ولتسهيل الاستخدام للمنتجين، طورت الشركات المصنعة للمحفزات المتخصصة العديد من منتجات المحفزات المركبة.

في بعض تفاعلات الرغوة، خاصة بالنسبة لرغاوي البولي يوريثان ذات الأشكال المقولبة المعقدة، من الضروري ضمان إنتاجية عالية. خلال المرحلة الأولية، يجب ألا تزيد لزوجة المواد بسرعة كبيرة جدًا للسماح لها بملء كل ركن من أركان تجويف القالب. غالبًا ما يتم استخدام المحفزات المؤجلة لتمديد وقت كريم الرغوة، مما يتيح للمادة التمدد بالكامل وملء القالب. تظهر هذه المحفزات نشاطًا تحفيزيًا كبيرًا فقط عندما ترتفع درجة حرارة المادة الرغوية إلى مستوى معين.

قام مصنعو المحفزات المحلية والدولية، بالإضافة إلى بعض منتجي الرغاوي، بتطوير العديد من المحفزات المتأخرة، التي تعتمد عادةً على الأمينات الثلاثية. تنتمي هذه المحفزات الأمينية ذات الفعل المتأخر بشكل عام إلى فئة ملح الأمونيوم الرباعي. تتم معادلة بعض أو كل المحفزات الأمينية بالأحماض لتكوين أملاح الأمونيوم الرباعية، والتي تكون غير نشطة عند درجات الحرارة المنخفضة. في المراحل المتوسطة إلى المتأخرة من تكوين الرغوة، تعمل الحرارة الصادرة عن النظام على تحلل أملاح الأمونيوم الرباعية، وتبدأ الأمينات الثلاثية في إظهار نشاط تحفيزي، مما يؤدي إلى تسريع المراحل الأخيرة من التفاعل. يمكن أن تتفاعل الأيزوسيانات أيضًا مع الأحماض الكربوكسيلية لتعزيز إطلاق الأمينات. تشمل الأحماض الشائعة المستخدمة لتحييد الأمينات الثلاثية حمض الفورميك وحمض الأسيتيك وحمض الهيدروكلوريك.

يُظهر نوع آخر من المحفزات الأمينية النادرة الحساسة للحرارة، مثل DBU وأملاحه، نشاطًا منخفضًا جدًا عند درجة حرارة الغرفة ولكنه يزيد بشكل ملحوظ في النشاط التحفيزي مع ارتفاع درجة الحرارة.

لتحسين كفاءة الإنتاج، من المستحسن استخدام محفزات نشطة للغاية أو زيادة جرعة المحفز لتقصير وقت المعالجة للمواد البلاستيكية الرغوية. ومع ذلك، يؤدي هذا غالبًا إلى فترات زمنية قصيرة جدًا للكريم وضعف سيولة المواد. ولمعالجة هذه المشكلة، يتم أيضًا استخدام المحفزات المؤجلة.