كيفية اختيار عامل النفخ المناسب لرغوة البولي يوريثين المرنة؟

يعد التحكم في جرعات عوامل النفخ أمرًا أساسيًا لإنتاج رغوة عالية الجودة. ويتمثل جوهر هذا المشروع في مزامنة توليد الغاز مع معالجة البوليمر. فقط عندما يتم تحقيق التوازن بين هاتين العمليتين، يمكن للرغوة تحقيق بنية خلوية موحدة وكثافة مستهدفة وأداء خالٍ من العيوب. وهذا لا يتطلب حسابات نظرية فحسب، بل يتطلب أيضا دراسة شاملة لعوامل متعددة وتعديلات ديناميكية في الإنتاج الفعلي.

I. تحديد المعايير الأساسية لـ “تأثير الرغوة المثالي”

قبل تعديل الجرعة، يجب أن يكون الهدف واضحا. يتم تقييم تأثير الرغوة المثالي من خلال المؤشرات الرئيسية التالية:

بنية الخلية :حجم المسام موحد، الانحراف في حدود 20%. تتطلب الرغوة المرنة >معدل خلية مفتوحة بنسبة 90% لضمان أداء الارتداد.

كثافة الرغوة :يجب أن تنحرف الكثافة الفعلية عن الهدف بنسبة أقل من 5%. بالنسبة لرغوة الأريكة، فإن الهدف عادة هو 30–40 كجم/م³.

العيوب :لا يوجد احتراق (لب أصفر محترق)، أو انهيار، أو انكماش.

الخصائص الميكانيكية :يجب أن يتوافق معدل الارتداد وقوة الشد وقوة التمزق مع معايير التصميم. تتطلب الرغوة عالية المرونة >60% ارتداد.

II. تحديد الجرعة الأساسية حسب نوع عامل النفخ

عامل النفخ الكيميائي (الماء) :يتفاعل مع الأيزوسيانات لتوليد ثاني أكسيد الكربون. 1 جرام من الماء ينتج حوالي 1.24 لتر من ثاني أكسيد الكربون. للرغوة المرنة التقليدية (30–50 كجم/م³), الماء عادة يكون 1.2–1.8 جزء لكل 100 جزء من البوليول. تعديل على أساس مؤشر الإيزوسيانات.

عامل النفخ الفيزيائي (ثاني أكسيد الكربون السائل) :يوفر خلايا موحدة من خلال التبخر السريع. الجرعة النموذجية 0.5–3 أجزاء حسب الكثافة، وتتطلب معدات حقن عالية الضغط.

III. التعديل الديناميكي بناءً على المواد الخام وظروف العملية

1. خصائص المواد الخام

*نشاط الإيزوسيانات: يتفاعل MDI بشكل أسرع؛ لذا قلل من جرعة الماء لتجنب انهيار الرغوة. يتفاعل TDI بشكل أبطأ؛ لذا قم بزيادة جرعة الماء إذا لزم الأمر.

*الوزن الجزيئي للبوليولات/الوظيفة: تتصلب البوليولات منخفضة الوزن الجزيئي بشكل أسرع → زيادة عامل النفخ. بوليولات لزجة عالية الوزن الجزيئي → تقليل الجرعة لتجنب الخلايا الكبيرة.

*نوع المحفز: تعمل المحفزات الرغوية على تسريع عملية توليد الغاز → تقليل الجرعة. محفزات التبلور تسرع عملية المعالجة → زيادة الجرعة. الحفاظ على نسبة وقت الرغوة/التجلط بين 1:1.2–1.5 للهيكل الأمثل.

2. شروط العملية

*درجة حرارة التفاعل: +10°C يزيد من معدل التفاعل 1.5–2× → تقليل الجرعة. في درجة الحرارة المنخفضة، قم بزيادة الجرعة.

*سرعة الخلط: خلط منخفض → تشتت ضعيف → تقليل الجرعة. خلط عالي → مزيد من دخول الهواء → تقليل عامل النفخ الفيزيائي.

*الضغط: في رغوة القالب المغلق، قم بزيادة الجرعة؛ وفي رغوة القالب المفتوح، قم بتقليل الجرعة.

IV. تعديل الجرعة والتأثيرات التآزرية

التوازن الحراري :تقليل كمية الماء وزيادة عامل النفخ الفيزيائي (امتصاص الحرارة) لمنع الحرق.

تحسين الخلايا :قم بخلط الماء مع ثاني أكسيد الكربون السائل للحصول على بنية خلوية دقيقة.

رغاوي منخفضة الكثافة للغاية (<20 كجم/م³) :استخدم نظام الماء + البنتان لموازنة حجم الرغوة والحرارة الناتجة.

V. المراقبة والتعديل الدقيق في الإنتاج

الاختبار دون اتصال بالإنترنت :

قم بقياس الكثافة بعد ساعة واحدة من الرغوة. إذا كان الانحراف >5%، اضبط الجرعة (±0.1 جزء لكل 1 كجم/م³ اختلاف). شريحة للتحقق من الخلايا: كبيرة جدًا → تقليل الجرعة؛ ناعم للغاية → زيادة الجرعة. ارتداد منخفض → زيادة المياه.

ردود الفعل عبر الإنترنت:

عدم وجود حافة القالب: رغوة غير كافية → زيادة الجرعة.

الفائض الزائد: رغوة زائدة → تقليل الجرعة.

الحرق: تقليل المياه، وزيادة العامل الفيزيائي.

الانهيار: تقليل العامل الفيزيائي أو زيادة محفز التجلط.

ملخص

إن التحكم في جرعة عامل النفخ يتعلق بموازنة توليد الغاز مع معالجة البوليمر. تؤدي الجرعة الزائدة إلى تمزق الخلايا وانخفاض الكثافة، بينما تؤدي الجرعة المنخفضة إلى كثافة عالية ورغوة غير مكتملة. من خلال الجمع بين الحساب النظري والاختبار التجريبي وتعديل الدفعة، يمكن للمصنعين تحقيق خلايا موحدة وكثافة دقيقة ورغوة بولي يوريثين مرنة خالية من العيوب.