عند إنشاء مصنع لرغوة البولي يوريثان، فإن النظر بعناية في اختيار الموقع وظروف البناء أمر بالغ الأهمية لنجاحه. هناك عدة مبادئ توجه اختيار موقع المصنع:


أولاً، يعد مبدأ تحسين وإعادة تنظيم الموارد الحالية لوحدات المشروع أمرًا ضروريًا. وهذا يضمن أن المصنع يمكنه تحقيق أقصى استفادة من الموارد المتاحة دون ازدواجية غير ضرورية.


ثانيا، مبدأ توفير الأراضي وخفض الاستثمار أمر حيوي. ومن خلال اختيار موقع يتسم بالكفاءة في استخدام الأراضي، يمكن للمصنع تقليل التكاليف وزيادة الكفاءة إلى أقصى حد.


ثالثا، مبدأ تسهيل النقل وخفض تكاليف إنتاج المنتج له أهمية كبيرة. يساعد الموقع الذي يسمح بسهولة نقل المواد الخام والمنتجات النهائية في خفض تكاليف الإنتاج الإجمالية.


وأخيرا، فإن مبدأ منع التلوث الحضري وحماية البيئة أمر بالغ الأهمية. يساعد اختيار موقع بعيد عن المناطق المكتظة بالسكان في تقليل تأثير عمليات المصنع على بيئة المدينة.



بالإضافة إلى مبادئ اختيار الموقع، يجب أيضًا مراعاة العوامل المختلفة المتعلقة بظروف البناء:


يلعب الموقع الجغرافي وظروف النقل دورًا حاسمًا. الموقع المثالي سيكون له وصول جيد إلى شبكات النقل، مثل الطرق السريعة أو السكك الحديدية، مما يسهل حركة البضائع.


تعتبر حالة الموارد والظروف الاجتماعية من العوامل المهمة. يتضمن ذلك تقييم مرافق دعم الخدمة المحلية، وتوافر موارد العمل، والسياسات الحكومية التي قد تؤثر على عمليات المصنع.


ولا ينبغي إغفال الظروف الطبيعية، مثل المناخ، والعوامل الجيولوجية، والاعتبارات الزلزالية. يساعد فهم هذه العوامل في التخطيط لأية مخاطر أو تحديات محتملة أثناء البناء والتشغيل.


تعتبر ظروف بناء المصنع مثل إمدادات المياه والصرف الصحي وإمدادات الطاقة والتدفئة ضرورية لحسن سير العمل في المنشأة. ويجب ضمان توفير المخصصات الكافية لهذه المرافق خلال مراحل التخطيط.


في الختام، فإن الإنشاء الناجح لمصنع رغوة البولي يوريثان يعتمد على تحليل مدروس لمبادئ اختيار الموقع وظروف البناء. ومن خلال الالتزام بهذه الاعتبارات، يمكن إنشاء المصنع في موقع مثالي مزود بالبنية التحتية اللازمة لعمليات فعالة ومستدامة.

يعد البلاستيك الرغوي الناعم من البولي يوريثان أحد المنتجات المهمة في صناعة البولي يوريثان. وينطوي إنتاجه بالضرورة على استخدام محفزات الأمينات العضوية، وخاصة محفزات الأمينات الثلاثية العضوية. وذلك لأن المحفزات الأمينية الثلاثية العضوية تلعب دورًا مهمًا في التفاعلات الرئيسية لتكوين رغوة البولي يوريثان: تفاعلات ثاني أكسيد الكربون والبلمرة الجزيئية، مما يعزز التوسع السريع لمخاليط التفاعل، وزيادة اللزوجة، والزيادة الحادة في الوزن الجزيئي للبوليمر. تعتبر هذه الظروف ضرورية لتشكيل الأجسام الرغوية، مما يضمن أن تتمتع المواد البلاستيكية الرغوية الناعمة بمزايا مثل الكثافة المنخفضة، وارتفاع نسبة القوة إلى الوزن، والمرونة العالية، والراحة عند الجلوس والاستلقاء. هناك العديد من أنواع المحفزات الأمينية العضوية التي يمكن استخدامها في صناعة البلاستيك الرغوي الناعم من مادة البولي يوريثان. من بينها، المحفزات عالية الكفاءة المعترف بها من قبل العديد من الشركات المصنعة هي: ثلاثي إيثيلين ديامين (TDEA) وإيثر ثنائي (ثنائي ميثيل أمينو إيثيل) (يشار إليه باسم A1). وهي أيضًا المحفزات الأمينية العضوية الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في العالم اليوم، مع أعلى استهلاك بين المحفزات المختلفة.



بسبب الاختلافات الهيكلية الجزيئية بين محفزات TDEA وA1، هناك اختلافات كبيرة في أدائها التحفيزي، خاصة في تفاعلاتها مع غاز ثاني أكسيد الكربون والبلمرة الجزيئية. إذا لم ينتبه المستخدم لهذه الاختلافات في الإنتاج، فلن يفشل في إنتاج منتجات رغوية مؤهلة فحسب، بل سيكون من الصعب أيضًا تشكيل أجسام الرغوة. لذلك، فإن فهم وإتقان اختلافات الأداء بين هذين المحفزين في إنتاج رغوة البولي يوريثان له أهمية كبيرة. يوجد TDEA في حالة صلبة في الظروف العادية، مما يجعل تطبيقه أقل ملاءمة. في الإنتاج الفعلي، تُستخدم مركبات الكحول ذات الوزن الجزيئي المنخفض بشكل شائع كمذيبات، ويتم صياغتها في محاليل بنسبة 33٪ لسهولة الاستخدام، ويشار إليها عادةً باسم A33. من ناحية أخرى، A1 هو سائل منخفض اللزوجة يمكن تطبيقه مباشرة. فيما يلي مقارنة بين فروق الأداء التحفيزي بين A1 وA33 في إنتاج البلاستيك الرغوي الناعم من مادة البولي يوريثان.



يحتوي A33 على وظيفة تحفيزية بنسبة 60% للتفاعل مع غاز ثاني أكسيد الكربون ووظيفة تحفيزية بنسبة 40% للبلمرة الجزيئية. لديها معدل استخدام فعال منخفض لغاز ثاني أكسيد الكربون، مما يؤدي إلى انخفاض ارتفاع الرغوة وزيادة كثافة الرغوة. نظرًا لأن معظم الوظيفة التحفيزية تستخدم في تفاعلات البلمرة الجزيئية، فمن السهل إنتاج أجسام رغوية ذات خلايا مغلقة، والتي تكون صلبة مع ارتداد منخفض، ويصبح النطاق القابل للتعديل لمحفزات القصدير أضيق. لتحقيق نفس الوظيفة التحفيزية، فإن الكمية المستخدمة تزيد بنسبة 33% عن A1. يكون كل من الجلد السفلي والجلد الخارجي لجسم الرغوة أكثر سمكًا. يمكن أن تؤدي زيادة الكمية إلى زيادة سرعة التفاعل، ولكن يجب تقليل كمية محفز القصدير وفقًا لذلك، وإلا سيتم إنتاج أجسام رغوية ذات خلايا مغلقة.



يحتوي A1 على وظيفة تحفيزية بنسبة 80% للتفاعل مع غاز ثاني أكسيد الكربون ووظيفة تحفيزية بنسبة 20% للبلمرة الجزيئية. لديها معدل استخدام فعال عالي لغاز ثاني أكسيد الكربون، مما يؤدي إلى ارتفاع الرغوة وكثافة الرغوة المنخفضة. نظرًا لأن معظم الوظائف التحفيزية تستخدم في تفاعلات توليد الغاز، فمن السهل إنتاج أجسام رغوية ذات خلايا مفتوحة، والتي تكون ناعمة ذات ارتداد عالي، ويصبح النطاق القابل للتعديل لمحفزات القصدير أوسع. لتحقيق نفس الوظيفة التحفيزية، تكون الكمية المستخدمة أقل من A33. كل من الجلد السفلي والجلد الخارجي لجسم الرغوة أرق. يمكن أن تؤدي زيادة الكمية إلى زيادة سرعة التفاعل، ولكن يجب زيادة كمية محفز القصدير وفقًا لذلك، وإلا فقد يحدث فرط الرغوة والتشقق.



فيما يتعلق بالأداء الإجمالي بين TDEA وA1، يتمتع A1 بأداء حفاز شامل أعلى من ثنائي أمين ثلاثي إيثيلين. كما أن تأثيرات تطبيقه الفعلي أفضل أيضًا، على الرغم من أنها ليست مريحة مثل ثلاثي إيثيلين ديامين من حيث النقل والتخزين. في الوقت الحالي، تستخدم الغالبية العظمى من مرافق إنتاج الرغوة الميكانيكية المستمرة A1 بشكل حصري تقريبًا، في حين تستخدم جميع مرافق إنتاج الرغوة من النوع الصندوقي TDEA. ومع ذلك، هذا ليس مطلقا. ومع الفهم الواضح للاختلافات بين الاثنين وتعديلات الصياغة المناسبة، يمكن أن يكونا قابلين للتبديل ويمكن أن ينتج كلاهما منتجات رغوية ممتازة.

في حوادث الحرائق السنوية، تكون نسبة كبيرة من حالات الاشتعال ناتجة عن الرغوة، بما في ذلك حرائق الأرائك والإشعال المختلف الناتج عن العبوات الناعمة. تحدث هذه الحوادث بشكل متكرر للغاية. كيف يمكننا القضاء على مثل هذه الأحداث أو تقليلها بشكل أساسي؟



أحد الأساليب الفعالة هو البدء من المواد المصدرية، تمامًا مثل معالجة السبب الجذري للمرض. إن إضافة مثبطات اللهب إلى رغوة البولي يوريثان يمكن أن يمنع الاشتعال بشكل فعال.



الآن، دعونا نفهم الرغوة المثبطة للهب:



الرغوة المقاومة للهب، والمعروفة أيضًا بالرغوة المقاومة للحريق، لها اسم كيميائي لمادة رغوة البولي يوريثان، والتي تنقسم إلى رغوة ناعمة (تستخدم بشكل أساسي للأثاث) ورغوة صلبة (تستخدم بشكل أساسي للعزل). بشكل عام، إنها مادة مقاومة للحريق يتم تصنيعها عن طريق إضافة مثبطات اللهب المختلفة إلى مادة البولي يوريثين.



إن تأثير مثبط الحريق للمنتج يلبي متطلبات ASTM Standard 117 والمعايير الوطنية. طريقة الاستخدام هي نفس طريقة استخدام الرغوة العادية.



يعد احتراق البوليمرات تفاعل أكسدة معقدًا ومكثفًا للغاية. تحدث هذه العملية عندما يتم تسخين البوليمر بشكل مستمر بواسطة مصدر حرارة خارجي، مما يؤدي إلى بدء تفاعل متسلسل جذري حر مع الأكسجين الموجود في الهواء. يؤدي ذلك إلى إطلاق بعض الحرارة، مما يزيد من تكثيف تحلل البوليمر، ويولد المزيد من الغازات القابلة للاشتعال، ويجعل الاحتراق أكثر خطورة.



هناك طريقتان لتثبيط لهب الرغوة المقاومة للحريق:



الأول هو إدخال عناصر مثبطة للهب كيميائيًا أو مجموعات تحتوي على عناصر جديدة مثبطة للهب في التركيب الجزيئي للرغوة. الطريقة الأخرى هي إضافة مركبات تحتوي على عناصر مثبطة للهب إلى الرغوة. تستخدم الطريقة الأولى مواد مثبطة للهب تسمى مثبطات اللهب التفاعلية، بينما تستخدم الطريقة الأخيرة مواد تسمى مثبطات اللهب المضافة.



وفي الوقت الحالي، فإن الغالبية العظمى من مثبطات اللهب المستخدمة في الرغوة عبارة عن مثبطات لهب مضافة، في حين تستخدم مثبطات اللهب التفاعلية بشكل رئيسي في الراتنجات المتصلدة بالحرارة مثل راتنجات الإيبوكسي والبولي يوريثان. وتتمثل الوظيفة الأساسية لمثبطات اللهب في التدخل في العناصر الأساسية الثلاثة اللازمة للاحتراق: الأكسجين والحرارة والوقود. ويمكن تحقيق ذلك بشكل عام من خلال الوسائل التالية:



يمكن أن تنتج مثبطات اللهب غازات أثقل غير قابلة للاشتعال أو سوائل مغلية تغطي سطح الرغوة، مما يقطع الاتصال بين الأكسدة والوقود.



عن طريق امتصاص الحرارة من خلال التحلل أو التسامي، تعمل مثبطات اللهب على تقليل درجة حرارة سطح البوليمر.



تولد مثبطات اللهب كمية كبيرة من الغازات غير القابلة للاشتعال، مما يخفف من تركيز الغازات القابلة للاشتعال والأكسجين في منطقة الاحتراق.



تلتقط مثبطات اللهب الجذور الحرة الجذرية، مما يقطع التفاعل المتسلسل للأكسدة.

حساب مسافة الرغوة ل ج

آلة الرغوة المستمرة



نظرًا: وقت إطلاق الفقاعة للصيغة هو 108 ثانية، وسرعة الحزام الناقل أثناء الرغوة هي 4.6 متر في الدقيقة. حساب مسافات التأرجح وحوض الرغوة.


مسافة الرغوة عند التأرجح: (108/60) × 4.6 = 8.28 متر


مسافة الرغوة عند الخوض: [((108-18)/60)] × 4.6 = 6.9 متر



توضيح: بالنسبة لنفس الصيغة، فإن آلة الرغوة المستمرة لديها وقت تحرير فقاعات أقصر من الفقاعات الصغيرة. مسافة الرغوة المحسوبة أقصر من مسافة الرغوة الفعلية. توفر هذه الطريقة فقط تأكيدًا تقريبيًا لمسافة الرغوة، مما يدعم تعديل لوحة التثبيت. الحوض الصغير

:
18" يشير إلى الوقت بالثواني الذي تبقى فيه المادة الخام في حوض الفائض.



حساب ارتفاع الرغوة
(ج)

آلة الرغوة المستمرة



المعطى: معدل تدفق الصيغة: 80 كجم في الدقيقة للبولي إيثر، 20 للبولي إيثر الأبيض، 60 لـ TDI، 20 لمسحوق الحجر، سرعة الحزام الناقل 4.5 متر في الدقيقة، عرض القالب 1.65 متر، إنتاج رغوة بكثافة 25 كجم لكل مكعب متر. ما هو ارتفاع الرغوة بالأمتار؟


الوزن الإجمالي للصيغة: 80 + 20 + 60 + 20 = 180 كيلو جرامًا


حجم الصيغة: 180/25 = 7.2 متر مكعب


المساحة الأساسية للناقل الذي يعمل في الدقيقة:


4.5 × 1.65 = 7.425 متر مكعب


ارتفاع الرغوة: 7.2/7.425 = 0.97 متر



الشرح: لا يتم أخذ زيت السيليكون والأمين والقصدير في الاعتبار هنا حيث أنها تعوض كمية ثاني أكسيد الكربون المستخدمة أثناء عملية الرغوة. لا يتم أخذ محتوى الرطوبة (MC) في الاعتبار لأن MC لا يزيد من وزن الرغوة عند التبخير.



عملية يومية رغوية


يشعر المبتدئون بالقلق من أن الضبط غير المناسب للوحة الترسيب سيؤدي إلى ارتفاع السائل الذي يتم رشه من الفوهة إلى الأمام أو الخلف، مما يؤثر على الرغوة. يزداد معدل التفاعل تدريجيًا خلال أول دقيقتين بعد تشغيل الجهاز، مما يتطلب أحيانًا إجراء تعديلات مقابلة على لوحة التثبيت. تعتبر التعديلات على لوحة الترسيب أكثر أهمية في الصيغ ذات الكثافة المنخفضة وMC العالية.


يمكن حساب معدل تدفق TDI من خلال تحديد قيمة المقياس المقابل لمعدل التدفق، ولكن يوصى بقياس معدل تدفق TDI أثناء إنتاج الرغوة الأول. معدل التدفق مهم للغاية؛ إذا كان معدل التدفق غير صحيح، كل شيء آخر سيكون في حالة من الفوضى. من الأفضل الاعتماد على الطريقة الأبسط والأكثر بديهية لقياس معدل التدفق.


عندما يتم خلط المسحوق، يجب ترك مسحوق الحجر المختلط طوال الليل ويجب أن يبدأ الإنتاج في اليوم التالي. بالنسبة للتركيبات التي تحتوي على الميلامين ومسحوق الحجر، يوصى أولاً بخلط الميلامين مع البولي إيثر لفترة من الوقت قبل إضافة مسحوق الحجر.


تحتوي صيغ آلات الرغوة ذات حجرة الخلط الأطول أو عدد أكبر من الأسنان على عمود الخلط على نسبة أمين أقل ودرجة حرارة مادة أقل. على العكس من ذلك، فإن تركيبات آلات الرغوة ذات غرفة الخلط الأقصر أو الأسنان الأقل على عمود الخلط تحتوي عادةً على نسبة أمين أكبر ودرجة حرارة أعلى للمادة.


بالنسبة لنفس الصيغة، عند التبديل بين الرؤوس المتأرجحة للرش المزدوج والرؤوس المتأرجحة للرش المفردة، إذا كانت مساحة المقطع العرضي للفوهتين متشابهة، فإن متطلبات الدقة وعدد طبقات الشبكة متشابهة.


يمكن إجراء تصحيح معدل تدفق المواد الصغيرة عن طريق قياس معدل تدفق العودة للمادة الصغيرة، أو عن طريق قسمة الاستخدام الإجمالي على وقت الرغوة للتصحيح. عندما تختلف القيم التي تم الحصول عليها من طريقتي التصحيح بشكل كبير، يجب استخدام البيانات من طريقة التصحيح الثانية.


تركيبات الرغوة الناعمة ذات الخصائص الأفضل عادة ما تكون في نطاق غير مستقر، مثل انخفاض مؤشر TDI، وانخفاض نسبة الماء إلى MC، وجرعة T-9 أقل، وجرعة أقل من زيت السيليكون. كما هو الحال في وظائفنا، يجب أن يكون هناك جهد قبل المكافأة.

عادة ما تخضع رغوة البولي يوريثان المرنة، والمعروفة أيضًا باسم الإسفنج، لعملية التحول من السائل إلى الصلب خلال دقيقتين. بالمقارنة مع مجالات أخرى من البولي يوريثين، فإن وقت التفاعل القصير والمكثف للرغوة المرنة يزيد من صعوبة تحقيق بنية الخلية الدقيقة والمنظم، وكذلك الترتيب الجزيئي.



البحث والتطوير (ر&د) تنطوي على إدخال مواد جديدة لإعطاء المنتجات خصائص جديدة. يمكن تصنيف المواد الجديدة إلى نوعين بناءً على خصائص تفاعلها: النوع الأول يتكون من مواد خام تتوافق مع التفاعلات الكيميائية للبولي يوريثان، مثل البولي إيثر، والأيزوسيانات، وزيت السيليكون، والمواد الحفازة ذات الخصائص والأنشطة المختلفة. هذه المواد لا تعطل بشكل أساسي عملية التفاعل الكيميائي. أما النوع الآخر فيشمل المواد الخام (الحشوات) التي لا تتوافق مع التفاعلات الكيميائية للبولي يوريثان، مثل إضافة مواد غير رغوية مثل مساحيق المعادن الخاصة، والمساحيق غير العضوية أو العضوية المصممة خصيصًا ذات الخصائص الفريدة، والمساحيق غير العضوية متناهية الصغر (بدرجة نعومة أكثر من 5000 شبكة)، عوامل خاصة مضادة للجراثيم، إلخ. أحيانًا تعطل هذه المواد عملية التفاعل تمامًا، مما يؤدي إلى أنماط تفاعل جديدة. تتسبب بعض مواد الحشو في انهيار التركيبة الأصلية تمامًا، بينما يتسبب البعض الآخر في حدوث تغيير كبير في كثافة المنتج النهائي بنسبة 30% إلى 50%. تعمل بعض مواد الحشو على تغيير وقت صعود التفاعل في الصيغة بشكل جذري، كما تسبب بعض مواد الحشو أضرارًا جسيمة لبنية الرغوة بعد إضافتها.



R&يحتفظ D عادةً بمواد خام معينة في متناول اليد للتعامل مع المشكلات الشائعة التي تتم مواجهتها أثناء العملية. تتطلب هذه المواد الخام عادةً مجموعة واسعة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية. على سبيل المثال، الأمينات مثل A33، وA-1، وA-210، وA-230، وA-260، و33-LV، وCS-90، و9717، و9727 تُستخدم بشكل شائع في الإنتاج ولكن قد لا يتم الاحتفاظ بها جميعها في متناول اليد لفترة زمنية معينة. ر&د الأغراض لأن تفاعلها ليس له فرق جوهري. في نطاق واسع ر&د- يمكن تصنيف الأمينات المذكورة أعلاه كمواد من نفس الفئة. على سبيل المثال، إذا تسببت إضافة مادة معينة في انهيار كبير عند استخدام A33 للرغوة، فقد تعتبر الأنواع الثمانية المتبقية من الأمينات غير فعالة.



إحدى المشكلات الشائعة التي تمت مواجهتها في R&D هو انهيار الرغوة، وهي النتيجة الأقل كفاءة. يُقال في كثير من الأحيان أنه لا يمكن إجراء التحليل والضبط بشكل فعال إلا بعد أن يصبح هيكل الرغوة مستقرًا. لا يمكن حل العديد من حالات انهيار الرغوة عن طريق تعديل الصيغة وحدها؛ إما أن تتغير خصائص الرغوة بشكل جذري، مما يجعلها غير عملية، أو أن الرغوة تظل غير مستقرة. ولمعالجة هذه المشكلة، تم تقديم عوامل التشابك. عوامل التشابك، شائعة الاستخدام كإضافات في R&D، تأتي عمومًا في نوعين: العوامل ذات البنية الخطية، حيث يمثل 1,4-بوتانيديول المادة الخام ويحدث تكوين اليوريا من خلال نمو السلسلة الخطية، والعوامل ذات البنية السائبة، مثل ثنائي إيثانول أمين والجلسرين، وهي أقرب إلى أنماط نمو سلسلة البولي إيثر. .



على سبيل المثال، في واحد ر&في حالة D، فإن تعديل الصيغة لا يمكن أن يمنع انهيار الرغوة. كشفت التجربة أن النشاط الأميني القوي يسبب خللاً في التوازن. تم تخفيض محتوى الأمين من 0.2 جزء في مائة بولي إيثر إلى 0.05 جزء، وبدا المحتوى العالي من السيانات في الصيغة غريبًا. كما تباطأ معدل التفاعل الإجمالي بشكل ملحوظ مع انخفاض محتوى الأمينات، لكن الانهيار استمر. وفي وقت لاحق، أدى التحول إلى أمين أضعف إلى حل المشكلة. ومن ثم، في بعض الأحيان لا يمكن تعويض نشاط الأمين بتركيزه وحده. وتجدر الإشارة إلى أن إضافة بعض المواد قد يؤدي إلى اختلافات كبيرة في الأداء بين إنتاج الرغوة على نطاق صغير وواسع النطاق. وفي مثل هذه الحالات، يجب أن يكون أداء آخر رغوة كبيرة الحجم تم إنتاجها هو النقطة المرجعية الرئيسية للتعديل.



ضوء الشمس والهواء والماء
—
الأشياء الأكثر عادية والتي غالبا ما يتم تجاهلها
—
هي أغلى. إن إتقان إنتاج الرغوة، الذي يبدو بسيطًا ويفتقر إلى المحتوى للوهلة الأولى، يمثل في الواقع تحديًا كبيرًا. كزميل في R&كثيرًا ما يقول "د": "لدي القليل جدًا من المعرفة (يشعر المرء بالندم على امتلاك القليل جدًا من المعرفة عندما تكون هناك حاجة إليها)" و"إلى متى سنستمر في القيام بذلك؟ (هناك ضغوط)". ر&يتضمن إنتاج الرغوة D وتعلمها استخدام نقاط معروفة لفهم المناطق غير المعروفة، في حين يتضمن إنتاج وتعليم إنتاج الرغوة استخدام مناطق معروفة لتشغيل نقاط غير معروفة. وعلى الرغم من أن هذين الجانبين يبدوان متشابهين، إلا أن سد الفجوة بينهما أمر صعب للغاية.