في ديسمبر 2021، تلقينا استفسارًا من السيد. هايرون في ماليزيا. السيد. شركة Hairun هي شركة تصنيع مراتب تحتاج إلى إنتاج رغوة مُعاد ربطها. كانت لديه معرفة محدودة حول استخدام الماكينة واختيارها، ولم تكن لديه خبرة سابقة في عملية الإنتاج. لذلك، كان بحاجة إلى التوجيه من الخبراء الذين يمكنهم مساعدته من الألف إلى الياء.



لقد شرحنا بشكل منهجي مبادئ إنتاج الرغوة للسيد. Hairun مع المواد والمعدات اللازمة. لقد أخذناه أيضًا في جولة في مصنعنا لتقديم فهم واضح لعملية الإنتاج بأكملها.



بعد فهم السيد. حسب تفضيلات شركة Hairun للرغوة المعاد ربطها، بما في ذلك الكثافة والنعومة وأسعار السوق، فقد قدمنا ​​له الحل الأنسب لإنتاج الرغوة. وقمنا أيضًا بتزويده بمعلومات حول تكاليف إنتاج الرغوة ومقارنة أسعار المواد الخام لتكون مرجعًا له.



بناءً على احتياجات العميل، والميزانية، وتخطيط المصنع الحالي، قمنا بتصميم خطة فعالة من حيث التكلفة لتكوين الماكينة وتخطيطها لمنشأته، بما في ذلك تقييم تكاليف بدء التشغيل.



بمجرد تركيب الآلات بنجاح، قدم فريق المهندسين لدينا السيد. Hairun مع تدريب فردي على إنتاج الرغوة. وعندما نجح في إنتاج الرغوة التي أرادها لأول مرة، اتصل بنا وقال: "أنا سعيد بالبكاء، شكرًا جزيلاً لكم!" بعد ذلك، قام بشراء آلة الرغوة منا واستمر في إعادة طلب المواد الكيميائية الرغوية من شركتنا.

شروط الاختبار:


1. يتم أخذ الرغوة السريعة من مركز الرغوة، في حين يتم أخذ عينات الرغوة المقولبة من الجزء المركزي أو لاختبار العينة بأكملها.


2. يجب أن تنضج الرغوة المصنعة حديثا لمدة 72 ساعة في حالتها الطبيعية قبل أخذ العينات. يجب وضع العينات في بيئة درجة حرارة ورطوبة ثابتة (حسب GB/T2918: 23
±
2
℃

، الرطوبة النسبية 50
±
5%).



الاستعباد

: الكثافة = الكتلة (كجم) / الحجم (م3)



Ardالحداد

: انحراف حمل المسافة البادئة (ILD)، انحراف حمل الضغط (CLD)


والفرق الرئيسي بين طريقتي الاختبار هاتين هو منطقة تحميل البلاستيك الرغوي. في اختبار ILD، يتم تعريض العينة إلى مساحة مضغوطة تبلغ 323 سم2، بينما في CLD يتم ضغط العينة بأكملها. هنا، سنناقش فقط طريقة اختبار ILD.


في اختبار ILD، يبلغ حجم العينة 38*38*50 مم، بقطر رأس اختبار 200 مم (مع زاوية مستديرة R = 10 على الحافة السفلية)، ولوحة دعم بفتحات 6 مم متباعدة 20 مم. سرعة تحميل رأس الاختبار هي (100
±
20) مم/دقيقة. في البداية، يتم تطبيق ضغط قدره 5 نيوتن كنقطة الصفر، ثم يتم ضغط العينة إلى 70٪ من سمكها عند نقطة الصفر، ويتم تفريغها بنفس السرعة. ويتكرر هذا التحميل والتفريغ ثلاث مرات كالتحميل المسبق، ثم يتم ضغطه على الفور بنفس السرعة. سمك الضغط هو 25
±
1% و 65
±
1%. بعد الوصول إلى التشوه، استمر في ذلك 30
±
1s وتسجيل قيمة المسافة البادئة النسبية. القيمة المسجلة هي صلابة المسافة البادئة عند مستوى الضغط هذا.


بالإضافة إلى ذلك، 65% ILD / 25% ILD = نسبة الضغط، وهي مقياس لراحة الرغوة.



قوة الشد والاستطالة عند الكسر

: يشير إلى الحد الأقصى لإجهاد الشد المطبق أثناء اختبار الشد حتى الكسر، ونسبة استطالة العينة عند الكسر.


قوة الشد = الحمل عند الكسر / مساحة المقطع العرضي الأصلي للعينة


الاستطالة عند الكسر = (مسافة الكسر - المسافة الأصلية) / المسافة الأصلية * 100%



قوة الدموع

: يقيس مقاومة المادة للتمزق من خلال تطبيق قوة تمزيق محددة على عينة ذات شكل محدد.


حجم العينة: 150*25*25 مم (GB/T 10808)، مع اتجاه سمك العينة باعتباره اتجاه ارتفاع الرغوة. يتم إجراء شق بطول 40 مم على طول اتجاه السُمك (اتجاه ارتفاع الرغوة) في وسط أحد طرفي العينة. قم بقياس السماكة على طول اتجاه سماكة العينة، ثم افتح العينة وقم بتثبيتها في جهاز الاختبار. قم بتطبيق الحمل بسرعة 50-20 مم/دقيقة، باستخدام شفرة لقطع العينة، مع الحفاظ على الشفرة في الموضع المركزي. قم بتسجيل القيمة القصوى عندما تنكسر العينة أو تتمزق عند 50 مم.


قوة التمزق = قيمة القوة القصوى (N) / متوسط ​​سمك العينة (سم)


وعادة ما يتم اختبار ثلاث عينات، ويتم أخذ الوسط الحسابي.



صمود

: يقيس أداء ارتداد الرغوة من خلال السماح لقطر معين ووزن كرة فولاذية بالسقوط بحرية على سطح عينة البلاستيك الرغوي من ارتفاع محدد. تشير نسبة ارتفاع الارتداد إلى ارتفاع سقوط الكرة الفولاذية إلى مرونة الرغوة.


متطلبات الاختبار: حجم العينة 100*100*50 مم، يجب أن يكون اتجاه سقوط الكرة متسقًا مع اتجاه استخدام الرغوة. حجم الكرة الفولاذية هو

∮

164 ملم، ووزن 16.3 جرام، وينخفض ​​من ارتفاع 460 ملم.


معدل المرونة = ارتفاع ارتداد الكرة الفولاذية / ارتفاع سقوط الكرة الفولاذية * 100%


ملاحظة: يجب أن تكون العينات أفقية، ويجب تثبيت الكرة الفولاذية قبل إسقاطها (ثابتة)، ويتم اختبار كل عينة ثلاث مرات بفواصل زمنية تبلغ 20 ثانية، ويتم تسجيل القيمة القصوى.



ضغط تشوه دائم

: في بيئة ثابتة، يتم الاحتفاظ بعينة المادة الرغوية تحت تشوه مستمر لفترة معينة، ثم يسمح لها بالتعافي لفترة من الوقت، مع ملاحظة تأثير التشوه على سمك العينة. تمثل نسبة الفرق بين السُمك الأولي والسمك النهائي للعينة إلى السُمك الأولي تشوه الضغط الدائم للبلاستيك الرغوي.


التشوه الدائم بالضغط = (السُمك الأولي للعينة - السُمك النهائي للعينة) / السُمك الأولي للعينة * 100



مقاوم النار



VOC (المركبات العضوية المتطايرة)

يعد احتراق الرغوة ظاهرة شائعة في إنتاج الرغوة الفعلي. فيما يلي الأسباب الكامنة وراء هذه المشكلة إلى جانب الحلول المحتملة:



(1) مشاكل تتعلق بجودة البولي إيثر بوليول:
أثناء الإنتاج والنقل، يتجاوز محتوى الماء للمنتج المعيار، وهناك فائض من البيروكسيدات والشوائب ذات نقطة الغليان المنخفضة، وتركيز الأيونات المعدنية مرتفع للغاية، وهناك اختيار وتركيز غير مناسبين لمضادات الأكسدة.



(2) الصياغة:
في التركيبات منخفضة الكثافة، يكون مؤشر TDI مرتفعًا جدًا، ونسبة الماء إلى عوامل النفخ الفيزيائية في عامل الرغوة غير مناسبة، وكمية عامل النفخ الفيزيائي غير كافية، ويوجد محتوى مائي زائد.



(3) تأثير المناخ:
وفي الصيف تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى بطء تبديد الحرارة، وارتفاع درجات حرارة المواد، وارتفاع رطوبة الهواء، كما أن درجة الحرارة في مركز التفاعل تتجاوز درجة حرارة مضادات الأكسدة.



(4)

تخزين غير لائق:
عندما يرتفع مؤشر TDI، فإن الطاقة الحرارية المتراكمة خلال فترة ما بعد النضج تسبب زيادة في درجة الحرارة الداخلية، مما يؤدي إلى الاحتراق.

في رغاوي البولي يوريثان المرنة، غالبًا ما يستخدم ثنائي كلورو ميثان (MC) لضبط كثافة الرغوة وصلابتها. مع درجة غليان 40 فقط.4
°
C، أثناء الرغوة، يؤدي تفاعل الماء وTDI إلى توليد كمية كبيرة من الحرارة، مما يتسبب في تبخر MC إلى غاز، وبالتالي توسيع جسم الرغوة وتقليل كثافة الرغوة.



يستهلك تبخير MC الكثير من الحرارة، مما قد يؤثر على عملية تكوين الرغوة في بعض الحالات. يوضح الشكلان التاليان التغيرات في درجة حرارة الرغوة القصوى ووقت الوصول إليها بعد إضافة كميات مختلفة من MC إلى صيغة معينة.



من خلال المخططات، يمكن ملاحظة أنه بعد إضافة MC، تنخفض درجة الحرارة القصوى للرغوة بشكل ملحوظ، كما يزداد الوقت اللازم للوصول إلى درجة الحرارة القصوى.



هذه مجرد تغييرات في البيانات، ولكن كيف تظهر أثناء عملية الرغوة الفعلية؟ لفهم هذا، دعونا نلقي نظرة سريعة على عملية تفاعل البولي يوريثين.



التفاعل الرئيسي في رغوة البولي يوريثان هو تفاعل الماء والإيزوسيانات لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والأمين، وتفاعل البولي إيثر بوليول والإيزوسيانات لإنتاج البولي يوريثان. ومع ذلك، هناك العديد من التفاعلات الثانوية، والتي تتلخص في تفاعلات مولدة لليوريتان وتفاعلات مولدة لليوريا.



تغير التفاعلات الثانوية التركيب الجزيئي للبوليمر من الخطي إلى الارتباط المتقاطع. بسبب ظروف التفاعل المختلفة والمواد الخام، يمكن أن يختلف هيكل البولي يوريثين بشكل كبير. بشكل عام، كلما كانت التفاعلات ثانوية، كلما كان الهيكل المتشابك أكثر تعقيدًا، مما يؤدي إلى زيادة الصلابة وتحسين قوة التمزق. وبطبيعة الحال، تتحسن أيضا مقاومة الاصفرار، ولكن هذا موضوع آخر. زيادة مؤشر الرغوة سوف يقوي التفاعلات الثانوية.



بعد أن قلت الكثير، ما علاقة هذا بـ MC؟ التفاعلات الثانوية كلها تفاعلات ماصة للحرارة، وتتطلب امتصاص الحرارة. ومع ذلك، فإن تبخير MC يتطلب أيضًا كمية كبيرة من الحرارة، وبالتالي خلق علاقة تنافسية. ستؤدي إضافة كمية كبيرة من MC إلى إضعاف التفاعلات الثانوية بشكل كبير، مما يزيد من نسبة الهياكل الخطية في الرغوة، مما يجعلها أكثر ليونة، وتقليل اللدونة الحرارية.



حتى في درجات الحرارة الباردة خلال فصل الشتاء، ينبغي إيلاء الاهتمام لهذه المسألة. تساعد زيادة محتوى الماء في التركيبة بشكل صحيح لتوليد المزيد من الحرارة في الحفاظ على الخصائص الفيزيائية للرغوة دون تغييرات كبيرة.

إن فهم المبادئ الكامنة وراء تفاعلات الرغوة أمر بالغ الأهمية. لإتقان الرغوة، يجب علينا أن نسعى جاهدين لإنشاء نموذج تفاعل الرغوة في أذهاننا باستخدام معادلات التفاعل الأربعة التالية. ومن خلال الإلمام بالاختلافات داخل النموذج، فإننا ننمي الحساسية التي تسمح لنا بفهم عملية تفاعل الرغوة بأكملها. يساعد هذا النهج في بناء قاعدة معارفنا ومهاراتنا المهنية في مجال رغوة البولي يوريثان. سواء كنا ندرس بشكل نشط مبادئ تفاعل الرغوة أو نستكشفها بشكل سلبي أثناء عملية الرغوة، فهي بمثابة وسيلة حيوية بالنسبة لنا لتعميق فهمنا للتركيبات وتعزيز مهاراتنا.



رد فعل 1


تي دي آي + بولي إيثر → يوريتان



رد فعل 2


تي دي آي + يوريتان → ايزوسيانورات



رد فعل 3


تي دي آي + ماء → اليوريا + ثاني أكسيد الكربون



رد فعل 4


تي دي آي + اليوريا → بيوريت (بوليوريا)



01: التفاعلان 1 و2 عبارة عن تفاعلات نمو متسلسلة، وتشكل السلسلة الرئيسية للرغوة. قبل أن تصل الرغوة إلى ثلثي ارتفاعها الأقصى، تستطيل السلسلة الرئيسية بسرعة، مع سيطرة تفاعلات نمو السلسلة داخل الرغوة. في هذه المرحلة، ونظرًا لانخفاض درجات الحرارة الداخلية نسبيًا، فإن التفاعلات 3 و4 ليست بارزة.



02: التفاعلان 3 و4 عبارة عن تفاعلات متشابكة تشكل تفرعات الرغوة. وبمجرد أن تصل الرغوة إلى ثلثي ارتفاعها الأقصى، ترتفع درجة الحرارة الداخلية، ويتكثف التفاعلان 3 و4 بسرعة. خلال هذه المرحلة، تكون التفاعلات من 1 إلى 4 قوية، مما يمثل فترة حرجة لتكوين خصائص الرغوة. يوفر التفاعلان 3 و4 الاستقرار والدعم لنظام الرغوة. يساهم التفاعل 1 في مرونة الرغوة، بينما يساهم التفاعلان 3 و4 في قوة شد الرغوة وصلابتها.



03: تسمى التفاعلات المنتجة للغاز بالتفاعلات الرغوية. توليد ثاني أكسيد الكربون هو تفاعل رغوي وتفاعل طارد للحرارة الأساسي في رغوة البولي يوريثان. في أنظمة التفاعل التي تحتوي على الميثان، يشكل تبخر الميثان تفاعل رغوي وعملية ماصة للحرارة.



04: التفاعلات التي تؤدي إلى تكوين مكونات الرغوة تعرف باسم تفاعلات الجيلاتين، وتشمل جميع التفاعلات باستثناء التفاعلات المنتجة للغاز. يتضمن ذلك تكوين اليوريثان واليوريا والإيزوسيانورات والبيوريت (البوليوريا) من التفاعلات من 1 إلى 4.