كيفية تحضير رغوة الارتداد البطيء عالية الأداء؟

إن الخصائص الفريدة لرغوة البولي يوريثان اللزجة المرنة (رغوة الارتداد البطيء) تجعلها ذات قيمة عالية في الهندسة الدقيقة وعلوم المواد. ومع ذلك، فإن تحقيق اللزوجة المرنة المستقرة والأداء الفيزيائي الدقيق يتطلب فهمًا عميقًا ورقابة صارمة لجميع المعلمات في عملية التصنيع. يقوم هذا المقال بتحليل العوامل الرئيسية التي تؤثر على أداء رغوة الارتداد البطيء بشكل منهجي—بما في ذلك المحفز، وزيت السيليكون، وعامل الرغوة، وجرعة فتاحة الخلايا، ومؤشر TDI، ودرجة حرارة القالب—بهدف توفير رؤى مهنية لتحسين عمليات التصنيع وجودة المنتج.

1. تأثير جرعة محفز الأمين والقصدير على الرغوة وبنية الخلية

تلعب المحفزات دورًا حاسمًا في تكوين رغوة البولي يوريثان، حيث تؤثر بشكل مباشر على معدل التفاعل والتكوين الجيلاتيني وتوازن تمدد الغاز. يعد تحسين التوازن بين سرعات الرغوة والتجمد، بالإضافة إلى تحسين انفتاح الخلايا والقدرة على التدفق، أمرًا ضروريًا لرغوة الارتداد البطيئة.

عندما يتم زيادة جرعة المحفز من 0.30-0.04 phr إلى 0.55-0.30 phr، يتم تقصير كل من وقت الاستحلاب والارتفاع بشكل كبير، مما يشير إلى تفاعل أسرع. الجرعات حول 0.35-0.06 إلى 0.40-0.08 phr تنتج هياكل دقيقة ذات خلايا مفتوحة مثالية لخصائص الارتداد البطيء. تؤدي الجرعات العالية إلى هياكل خلوية مغلقة تقلل من قابلية التنفس وتزيد من سرعة الارتداد، وبالتالي تؤثر سلبًا على الأداء اللزج المرن. النطاق الأمثل هو 0.35–0.40 فرس.

2. تأثير جرعة عامل الرغوة على ملمس اليد وزمن الارتداد

تم استخدام الماء كعامل رغوة صديق للبيئة في التجارب الخاضعة للرقابة.

عند الساعة 1.50–2.50 phr، توفر الرغوة أطول وقت ارتداد وأفضل شعور. يؤدي الإفراط في الماء إلى ضعف بنية الخلايا بسبب التجلط المبكر قبل تكوين كمية كافية من ثاني أكسيد الكربون. علاوة على ذلك، تعمل الروابط اليوريا الناتجة عن تفاعلات الماء مع الأيزوسيانات على تقليل راحة الرغوة وإبطاء تأثير الارتداد. لذلك، يجب التحكم بجرعة الماء بشكل صارم.

3. تأثير جرعة زيت السيليكون على بنية الخلية

يساعد زيت السيليكون على تثبيت بنية الرغوة أثناء التكوين. باستخدام زيت السيليكون B8002 من Evonik، أظهرت الاختبارات:

يؤدي القليل جدًا إلى الانهيار، في حين أن الجرعة المفرطة تؤدي إلى خشونة البنية مرة أخرى. الجرعة المثالية هي 1.00–1.80 فرس.

4. تأثير جرعة فاتح الخلايا على دقة الخلايا

تعمل فتحات الخلايا على تحسين التهوية والبنية. مع SK-1900 (Momentive):

المدى الأمثل هو 1.50–2.50 phr لضمان خلايا دقيقة ومفتوحة.

5. مؤشر TDI وقيوده على أداء الارتداد

يؤثر مؤشر TDI (النسبة المولية للإيزوسيانات إلى مركبات الهيدروجين النشطة) بشكل كبير على سلوك الارتداد البطيء. يؤدي ارتفاع مؤشر TDI إلى تسريع الارتداد وتقليل النعومة. عندما يصل المؤشر إلى 100، تصبح الرغوة ذات ارتداد عالي. للحفاظ على الارتداد البطيء، حافظ على المؤشر ضمن 80–95.

6. تأثير درجة حرارة القالب على كثافة الرغوة

تؤثر درجة حرارة القالب بشكل مباشر على كثافة الرغوة. مع ارتفاع درجة حرارة القالب، تنخفض الكثافة بسبب انتقال الحرارة والتمدد بشكل أسرع. ومع ذلك، فإن نطاق درجة حرارة القالب الأمثل هو 40–60°C. قد تؤدي القيم الأعلى إلى زيادة الرغوة أو حدوث عيوب في السطح.

تتضمن عملية تحضير رغوة الارتداد البطيئة عالية الأداء التحكم بشكل وثيق في المتغيرات المترابطة: المحفز، وزيت السيليكون، والماء، وفتاحة الخلايا، ومؤشر TDI، ودرجة حرارة القالب. تفاعلاتهم تؤثر على الرغوة’هيكلها، ووقت الارتداد، والشعور باليد، والكثافة. إن الفهم العميق وتحسين الصياغة الدقيقة هما مفتاح تطوير رغوة عالية الجودة لتطبيقات متنوعة. ينبغي أن تشمل الأبحاث المستقبلية تأثير الرطوبة وقيم بوليول هيدروكسيل وتحسين استجابة السطح متعدد المعلمات لدعم ابتكار المنتج.