كيفية تصميم تركيبات لرغوة البولي يوريثان المرنة؟

للبدء في تصميم صياغة رغوة البولي يوريثان المرنة ، فإن الخطوة الأولى هي تحديد كثافة الرغوة المستهدفة. استنادًا إلى الكثافة المطلوبة (المستخدمة لتقدير كمية عامل النفخ في البداية) ، على سبيل المثال ، إذا كانت إنتاج رغوة قياسية بكثافة 30 كجم/م³، يتم حساب كمية عامل النفخ باستخدام عامل متوسط ​​قدره 95/30 = 3.166666 ، أي حوالي 3.17. يجب التحقق من ذلك مع عينة مختبر. قد تبدو التركيبة الأساسية هكذا:

Polyether 3000: 80 جزء (56×0.155×0.8 = 6.944)

 Polyether 2045 (POP): 20 جزءًا (28×0.155×0.2 = 0.868)

 الماء: 3.17 أجزاء (3.17×9.667 = 30.644)

 زيت السيليكون: 1.1 جزء

 A33: 0.31 أجزاء

 T9: 0.22 أجزاء

 كمية TDI: (6.944 + 0.868 + 30.644) = 38.456 × الفهرس = 42.30

لا تستخدم هذه الصيغة سوى الماء كعامل نفخ كيميائي. ومع ذلك ، قد لا تلبي الرغوة الناتجة متطلبات العملاء من حيث النعومة أو القوة المسيلة للدموع. لذلك ، غالبا ما يضاف عامل النفخ المادي. عندما يكون مؤشر الرغوة الكلي هو 3.17 ويتم استخدام الماء في 1.17 ، يتكون الجزءان المتبقيان من الفهرس باستخدام MC (كلوريد الميثيلين) ، محسوبًا باسم:

MC = 2 × 9 = 18 قطعة

 صياغة منقحة:

 Polyether 3000: 80 جزءًا (6.944)

 Polyether 2045 (POP): 20 جزءًا (0.868)

 الماء: 1.17 أجزاء (11.3104)

 زيت السيليكون: 1.1 جزء

 A33: 0.31 أجزاء

 T9: 0.22 أجزاء

 MC: 18 جزء

 كمية TDI: (6.944 + 0.868 + 11.3104) = 19.1224 × الفهرس = 21.03

1. الرغوة الدُفعة:

 رغوة الدُفعات هي الطريقة الأصلية لاختبار خصائص الرغوة وسلوك التفاعل. يسبق التوسع خطوط الإنتاج. بالمقارنة مع رغوة الماكينة ، تختلف رغوة الدُفعات في المقياس ، والتفاعلية ، وتوحيد الخلط ، وتوزيع الخلايا. هذه الاختلافات تؤدي إلى الاختلافات المتوقعة في أداء الرغوة. غالبًا ما يتم استخدام صياغة التحكم لتقليل الأخطاء التجريبية الناتجة عن الاختلافات الدقيقة في ظروف الخلط أو الغاز.

شروط الرغوة الدُفعة والإجراءات والاحتياطات:

(1) المواد الخام:

 أ. polyolls polyols

 ب. زيت السيليكون

 ج. خليط أمين وميرة (محفز)

 د. عوامل النفخ (الكيميائية والفيزيائية)

 ه. محفز القصدير (stannous octoate + polyol أو غيرها)

 و. TDI (80/20)

(2) التحضير:

قم بإعداد المكونات الستة المذكورة أعلاه (إضافة عوامل التلوين إذا لزم الأمر) ، وضمان التحكم في درجة الحرارة.

 أ. بوليول: مختلط مسبقًا أو جاهزًا

 ب. زيت السيليكون: مُقيس مسبقًا

 ج. أمين: مزيج أمين ثلاثي (على سبيل المثال ، Teda + Diol في نسبة 33:67)

 د. عوامل النفخ: MC قبل التدبير والماء

 ه. محفز القصدير: يجب أن تكون تحضير كحلول 5 ٪ أو 10 ٪ بسبب النشاط العالي

 و. TDI (80/20): تم قياسه بدقة ومسخنة مسبقًا

(3) حساب TDI:

تعتمد جرعة TDI الرغوة الحظر على 100 جزء من البوليول.

TDI (80/20) = [(قيمة polyol OH × WT / 56100) + (الماء بالوزن / 9)] × 4200 / 48.3 × فِهرِس

مثال:

بوليول: 100 ، MC: 5

زيت السيليكون: 1.3 ، محفز القصدير: 0.3

H₂o: 4.5 ، L-580: 0.19 ، TDI: X ، A33: 0.03 ، INDEX = 1.1

X = [(56×100/56100 + 4.5/9)×4200/48.3]×1.1 = 57.37

(4) شروط الرغوة:

الحفاظ على درجة الحرارة في 23±1°C والرطوبة في 50 ٪ للرغوة المستقرة.

رسم تخطيطي لآلة رغوة الدُفعات

(5) إجراء الرغوة:

أضف الكمية المطلوبة من البوليول إلى الحاوية ، ثم أضف وزيت السيليكون وماء أمين لمدة 45 ثانية. ضبط درجة الحرارة. قياس وخلط عوامل النفخ. تعويض عن خسارة MC بسبب التبخر. أضف محفزًا للقصدير وحركه لمدة 10 ثوانٍ في 3000–4000 دورة في الدقيقة. ثم يُضاف TDI ، ويُحرَّك المزيج لمدة 7 ثوانٍ ، وصب في العفن. خلاط تنظيف مباشرة بعد. يحدث توسع الرغوة بسرعة—وقت الصعود القياسي. دع الرغوة علاج لمدة 24 ساعة.

يظهر تسلسل الرغوة في الشكل أدناه

2. الرغوة المستمرة:

حاليًا ، يستخدم خط الإنتاج المستمر بشكل أساسي في الصين لإنتاج رغوة مرنة بلوك.

رسم تخطيطي لآلة الرغوة المستمرة

3. بيانات الرغوة لـ MN-3050 Polyether:

Polyether MN-3050 هو بولي إيثر الأكثر تمثيلا للرغوة المرنة الأفقية.

مثال على جدول بيانات الرغوة:

يوضح الشكل (1) العلاقة بين محفز القصدير ووقت الارتفاع

الأرقام (2–4) إظهار العلاقة بين S.O (x1/100) وتدفق الهواء (CC/cm²/ثانية)

من الأشكال (1) إلى (4) ، يُعرف:

 ① مع زيادة محفز القصدير ، يتناقص تدفق الهواء

② مع نفس كمية محفز القصدير ، يزيد عامل الهفائم H2O من تدفق الهواء

③ مع نفس كمية محفز القصدير ، يزيد المزيد من MC من تدفق الهواء

عندما يزداد محفز القصدير ، يحدث الراتجة أثناء التغويز ، مما يعزز غشاء خلية الرغوة. يصبح الغاز أكثر صعوبة في التحرير ، مما يقلل من تدفق الهواء. مع مزيد من الماء ، يتحسن التغويز ويهرب الهواء بسهولة أكبر ، بينما تنخفض كثافة الرغوة أيضًا. وبالتالي ، يساهم كلاهما في زيادة تدفق الهواء.

فيما يتعلق بتأثير فهرس TDI-80/20 ، يتم شرحه في قسم الفهرس وحذفه هنا.

كثافة:

تتغير كثافة الرغوة بشكل كبير مع كمية الماء و MC. مع زيادة الكمية ، تنخفض الكثافة.

تظهر العلاقة بين محفز القصدير وكثافة الرغوة كدالة لكمية عامل النفخ. في الأشكال (5) إلى (10):

الشكل (5) MC = 3.0 (الماء = 4.0 ، 4.5 ، 5.0)

الشكل (6) MC = 6.0 (الماء = 4.0 ، 4.5 ، 5.0)

الشكل (7) MC = 9.0 (الماء = 4.0 ، 4.5 ، 5.0)

الشكل (8) الماء = 4.0 (MC = 3.0 ، 6.0 ، 9.0)

الشكل (9) الماء = 4.5 (MC = 3.0 ، 6.0 ، 9.0)

الشكل (10) الماء = 5.0 (MC = 3.0 ، 6.0 ، 9.0)

من الأشكال (5) إلى (10) ، من الواضح:

① كما يزداد كمية H2O و MC ، تنخفض كثافة الرغوة.

② يقلل محفز القصدير أيضًا من الكثافة ، مما يدل على أن القصدير يساعد على التغويز حتى بكميات صغيرة.

تظهر العلاقة بين كميات H2O و MC وكثافة الرغوة في الشكل (11).

صلابة الرغوة

صلابة الرغوة هي أهم متطلبات الملكية. يتأثر بعوامل مختلفة. يتم تفصيل العلاقة بين صلابة الرغوة و H2O و MC و TIN CATALYST في الأشكال (12)–(17):

الشكل (12) H2O = 4.0 (MC = 3.0 ، 6.0 ، 9.0)

الشكل (13) H2O = 4.5 (MC = 3.0 ، 6.0 ، 9.0)

الشكل (14) H2O = 5.0 (MC = 3.0 ، 6.0 ، 9.0)

الشكل (15) MC = 3.0 (H2O = 4.0 ، 4.5 ، 5.0)

الشكل (16) MC = 6.0 (H2O = 4.0 ، 4.5 ، 5.0)

الشكل (17) MC = 9.0 (H2O = 4.0 ، 4.5 ، 5.0)

من الأشكال (12)–(17):

 extlemer يزيد محفز القصدير من الصلابة بسبب التشابك العالي أثناء الرغوة. ومع ذلك ، بسبب القيود المفروضة على استخدام القصدير (للحفاظ على التهوية) ، لا’T يعتمد بشكل مفرط على الصلابة.

 ② في الماء الثابت ، زيادة صلابة MC—هذا بسبب انخفاض كثافة الرغوة.

 ③ في MC ثابت ، فإن زيادة المياه لا تغير الصلابة بشكل كبير. هذا لأنه على الرغم من أن المزيد من روابط اليوريا تتشكل (زيادة صلابة) ، تنخفض كثافة الرغوة ، وتوازن بعضها البعض.

يظهر الشكل (18) العلاقة بين الكثافة والصلابة بالماء كما المعلمة (18).

يظهر الشكل (19) العلاقة بين استخدام MC وخصائص الرغوة (الكثافة ، الصلابة). من هذا ، يمكنك تحديد H2O و MC المطلوبة لتحقيق الخصائص المطلوبة.

ومع ذلك ، تستند هذه الرسوم البيانية إلى شروط محددة. عندما تتغير ظروف الرغوة ، تتغير العلاقة بين كمية عامل النفخ وخصائص الرغوة أيضًا.

استطالة

تظهر العلاقة بين محفز القصدير والاستطالة في الأشكال (20)–(22):

الشكل (20) MC = 3.0 (H2O = 4.0 ، 4.5 ، 5.0)

الشكل (21) MC = 6.0 (H2O = 4.0 ، 4.5 ، 5.0)

الشكل (22) MC = 9.0 (H2O = 4.0 ، 4.5 ، 5.0)

الأرقام 20–22

من الأرقام (20)–(22):

مع زيادة محفز القصدير ، يميل الاستطالة إلى الزيادة بسبب تعزيز الراتجة. خاصة في مستويات القصدير المنخفضة ، تكون الاختلافات أكثر وضوحًا.

تُظهر الاختلافات على مستوى المياه بعض الاختلافات ولكنها ليست كبيرة.

حتى لنفس polyether ، يختلف الاستطالة مع الفصول ، والتي سيتم شرحها لاحقًا. ويعزى ذلك إلى تأثيرات درجة الحرارة والتخزين في وسط الغاز.

قوة الشد

تظهر العلاقة بين محفز القصدير وقوة الشد في الشكل (23) (MC = 3). من الشكل (23):

 مع زيادة محفز القصدير ، تميل قوة الشد إلى الزيادة.

 لا يمكن الانتهاء من الاختلافات الناجمة عن مستوى المياه بناءً على هذه النتيجة.

قوة المسيل للدموع

تظهر قوة المسيل للدموع في الشكل (24).

تميل قوة المسيل للدموع إلى الزيادة مع ارتفاع مستويات H2O.

الأرقام 23–24

صمود

يظهر في الشكل (25) (25) (MC = 3.0):

① مستويات H2O عالية تقلل من المرونة.

② حافز القصدير الأعلى يقلل أيضا من المرونة.

ترتبط المرونة أيضًا بتنفس الرغوة. بشكل عام ، تدفق الهواء الجيد يعني مرونة أفضل. تتأثر التنفس بالرغوة بسهولة بنوع وكمية السطح السيليكون ، لذلك يعد الاختيار مهمًا.

مجموعة الضغط

يوضح الشكل (26) العلاقة بين محفز القصدير ومجموعة الضغط (26) (MC = 3):

① كما يزداد محفز القصدير ، يزداد مجموعة الضغط.

② مستويات H2O عالية أيضا مجموعة الضغط سوء.

خاصة مع H2O عالية ، تتدهور مجموعة الضغط. لذلك ، كن حذرًا عند إنتاج رغوة منخفضة الكثافة.