بولي إيثر بوليول: قيمة الهيدروكسيل 36، هيدروكسيل أولي > 65%, 60%.


بوليول البوليمر: قيمة الهيدروكسيل 28، كوبوليمر 20%، 40%.


الماء: 3%.


80TDI وMDI البوليمرية (اللزوجة 300mpa): 80:20.


T12: 0.025%.


A33: 0.4%.


زيت السيليكون HR-3: 1%.


HA-1 كروسلينكر: 6%.


ثنائي (ب-ثنائي ميثيل أمينو إيثيل) إيثر: 0.15%.

تصنيع مادة البولي يوريثان

منقي

تتضمن الرغوة عادة مرحلتين رئيسيتين. تتضمن المرحلة الأولى تحضير رغوة البولي يوريثان ذات الخلية المفتوحة أو الخلية المفتوحة جزئيًا وفقًا للمسامية المطلوبة. إذا كانت الرغوة ذات خلية مغلقة، فإنها تحتاج إلى إخضاعها لضغط الأسطوانة لتمزيق جدران الخلايا، وبالتالي إنشاء البنية المسامية اللازمة. المرحلة الثانية هي إزالة جميع أغشية الخلايا لتشكيل بنية شبكية.



لإنتاج البولي يوريثان

منقي
الرغوة، يتم تحديد حجم المسام وبنية شبكة الرغوة إلى حد كبير بواسطة المحفز وعامل الرغوة والخافض للتوتر السطحي.



في العمليات العملية، هناك طريقتان شائعتان لتشكيل الشبكة:



الأول هو طريقة التحلل المائي القلوي. تتضمن خطوات هذه الطريقة غمر رغوة البولي يوريثان الناعمة من نوع البوليستر التي تم الحصول عليها من المرحلة الأولى في محلول هيدروكسيد الصوديوم 10% عند درجة حرارة 50 درجة مئوية لمدة 10 دقائق تقريبًا. ثم تمر بعمليات مثل الغسيل بالماء، والتحييد بحمض الأسيتيك، وجولة أخرى من الغسيل بالماء، والتجفيف، مما ينتج عنه المنتج النهائي من مادة البولي يوريثين.

منقي

رغوة.



طريقة أخرى هي طريقة الاحتراق، والمعروفة أيضًا بطريقة الانفجار. تتطلب هذه الطريقة وضع رغوة البولي يوريثان الناعمة من نوع البولي إيثر أو البوليستر التي تم الحصول عليها من المرحلة الأولى في حاوية مغلقة. يتم بعد ذلك تفريغ الحاوية إلى 13.3 باسكال، يليها إدخال الأكسجين والغاز الطبيعي (بنسبة حجمية 2:1)، ليصل الضغط الداخلي للحاوية إلى مستوى معين (والذي يزداد مع المسامية). بعد ذلك، يتم إشعال الغاز الموجود داخل الحاوية باستخدام شمعة الإشعال. سوف تعمل الحرارة الناتجة عن عملية الاحتراق على حرق أو إذابة أغشية الخلايا دون الإضرار بدعامات الخلية. وأخيرًا، يتم تنقية المنتج الناتج بعد الاحتراق بالهواء، ثم يتم تطهيره

منقي
تتم إزالة الرغوة من الحاوية.



تعتبر هاتان الطريقتان من الطرق الفعالة لتحضير مادة البولي يوريثين

منقي

الرغوة، ويعتمد الاختيار المحدد بينهما على مادة الرغوة والخصائص الهيكلية المطلوبة.

صيغة الإسفنجة البطيئة الارتداد تشبه الإسفنجة العادية مع وجود اختلافات طفيفة. وبصرف النظر عن الاختلاف الرئيسي في المكون الرئيسي للبولي إيثر، فإن بعض الإضافات يمكن أن تكون قابلة للتبديل. ومع ذلك، لإنتاج منتجات عالية الجودة، لا تزال هناك حاجة إلى دراسة متأنية واختيار المواد المضافة.



1. اختيار أمين


الأمين الأكثر كلاسيكية المستخدم في الإسفنج البطيء الارتداد هو Dabco33-LV من شركة American Air Products. الجرعة بشكل عام هي 0.3-0.8 جزء من إجمالي البولي إيثر. يتكون من 33% ثلاثي إيثيلين أمين و67% ثنائي (بروبيلين غليكول) (DPG). سبب التوصية بهذا المنتج هو أنه يستخدم ثنائي (بروبيلين غليكول) كمذيب. قد يتساءل البعض، هل المذيب من هذا النوع مهم؟ الجواب نعم. بالنظر إلى القدرة على إذابة ثلاثي إيثيلين ثنائي أمين، هناك العديد من مركبات الكحول التي يمكن استخدامها كمذيبات: مثل البروبيلين جليكول، ثنائي إيثيلين جليكول، إيثيلين جليكول، 1،4-بيوتانيديول، إلخ. من بين هذه الكحولات ذات الجزيئات الصغيرة، يتمتع ثنائي (بروبيلين غليكول) بأكبر وزن جزيئي وأقل قيمة هيدروكسيل. كما نعلم جميعًا، يمكن استخدام الكحوليات ذات الوزن الجزيئي المنخفض كموسعات للسلسلة أو عوامل تشابك. وهذا يعني أن هذه الكحولات ذات الجزيئات الصغيرة يمكن أن تستهلك TDI، مما يؤدي إلى: من ناحية، أنها تقلل من مؤشر TDI، ومن ناحية أخرى، فإنها تسبب بسهولة إسفنجات الخلايا المغلقة.



2. اختيار القصدير


غالبًا ما يفضل الحرفيون الذين لديهم خبرة في استخدام الإسفنج العادي استخدام الأوكتات القصديرية (T-9) لإنشاء ارتداد بطيء، لكن المؤلف يقترح استخدام ثنائي بوتيل القصدير الموسع (D22، T-12، المعروف أيضًا باسم K-19 محليًا). الأوكتات القصديرية مناسبة لصنع إسفنجات متوسطة إلى منخفضة الكثافة. ومن مميزاته أنه سريع الالتصاق في البداية لكنه يفتقر إلى القوة فيما بعد. إنه ليس جيدًا للمعالجة اللاحقة عند استخدامه مع الإسفنج عالي الكثافة. T-9 عرضة للتحلل المائي، والارتداد البطيء بحد ذاته له بداية بطيئة (يتم التحكم فيه بشكل عام ليبدأ عند حوالي 160 ثانية)، لذلك فهو على اتصال بالماء لفترة طويلة، مما يؤدي إلى بعض التحلل المائي، مما يؤثر على المعالجة. لا يتحلل الديبوتيلتين الموسع مائيًا، كما أن بدايته وتجلمه وعلاجه تكون مستقرة ولها خصائص جيدة بعد المعالجة.



وقد ذكر بعض الأقران أن قوة الشد للإسفنجة ليست جيدة. يقترح المؤلف استخدام ثنائي بوتيل القصدير الموسع، وكانت ردود الفعل الواردة هي أن قوة الشد تحسنت. في حالة استخدام T-9، تتراوح الجرعة بين 0.1-0.4 جزء. في حالة استخدام ديبوتيلتين موسع، يمكن التحكم في الجرعة بين 0.03-0.05. من أجل الارتداد البطيء على خطوط التجميع، يمكن تقليل الجرعة إلى 0.001-0.01 جزء. بالنسبة لطلبات التصدير التي تقيد استخدام محفزات القصدير، يقترح المؤلف استخدام كربوكسيل البزموت لتحل محل القصدير.



3. اختيار زيت السيليكون


زيت السيليكون ذو الارتداد البطيء النموذجي هو B8002، بجرعة تتراوح بين 0.5-2 جزء. يتم استخدامه بشكل أقل للإسفنج عالي الكثافة وأكثر للإسفنج منخفض الكثافة. يتم استخدامه أكثر للرغوة اليدوية وأقل للرغوة الآلية. في السنوات الأخيرة، طور موردو زيت السيليكون المحلي العديد من زيوت السيليكون للانتعاش البطيء، كما أن أدائهم جيد أيضًا. يستخدم البعض L-580 للارتداد البطيء، وفي هذه الحالة يجب تقليل كمية زيت السيليكون، حيث أن L-580 أكثر نشاطًا.



4. استخدام الصبغات


استخدام الأصباغ هو في الأساس نفس استخدام الإسفنج العادي. فقط كن حذرًا عند التعامل مع الإسفنج الأسود لأن أسود الكربون المستخدم لتحضير الأصباغ السوداء كاره للماء، مما قد يؤثر على توافق المكونات المختلفة في الصيغة وكفاءة المحفزات. لقد واجه العديد من الزملاء ظاهرة تشقق الإسفنج الأسود بسهولة، والسبب يكمن هنا. لذلك، عند إنشاء إسفنجة سوداء، يجب إجراء التعديلات المناسبة على جرعة المحفز. هذه هي تجارب العمل الشخصية المقدمة كمرجع فقط، ونرحب بالتعليقات والتصحيحات من الزملاء.

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.

I. مزايا تقنية رغوة البولي يوريثين في الموقع:



طريقة الرغوة في الموقع، رش (أو صب) طبقة عازلة من رغوة البولي يوريثان، يكون السطح ككل بدون طبقات، مما يقلل من فقدان الحرارة، مع كفاءة بناء عالية، وسهولة تلبية متطلبات الجودة، وتقليل إجراءات البناء، والقضاء على الحاجة للطلاءات المضادة للتآكل على أسطح الأنابيب.



II. مبدأ عملية بناء مادة البولي يوريثين الرغوية في الموقع:



مبدأ الرغوة البلاستيكية والرش والصب من رغوة البولي يوريثان هو أن بولي إيثر إيزوسيانات يمكن أن يخضع لتفاعل تكثيف متعدد لتشكيل أمين ميثاكريلات، والذي يمكن أن يولد إيثيل بولي أمينوميثيل المطلوب، والمعروف باسم بلاستيك رغوة البولي يوريثان. تتم إضافة المحفزات، وعوامل التشابك، وعوامل الرغوة، ومثبتات الرغوة، وما إلى ذلك، في وقت واحد أثناء التفاعل لتعزيز التفاعل الكيميائي وتحسينه.



يتم تقسيم هذه المواد الخام إلى مجموعتين، ويتم خلطها بالكامل، ثم يتم ضخها في مسدس رش خاص عن طريق مضخات القياس بالتناسب. يتم خلطها بالكامل ورشها على سطح خطوط الأنابيب أو المعدات في مسدس الرش أو خلاط الصب، وتتفاعل، وتشكل رغوة، وتشكل البلاستيك الرغوي في غضون 5-10 ثوانٍ، والتي بعد ذلك يتم علاجها وتصلبها.



III. طرق بناء مادة البولي يوريثان الرغوية في الموقع:



طريقة الرش: وفقا لهذه الصيغة، يتم تخزين مجموعتين من المحاليل في برميلين على التوالي. يتم ترشيح المواد إلى مضخة القياس، التي يتم تشغيلها بواسطة محرك هوائي، ويتم إدخالها إلى جسم البندقية من خلال أنبوب المواد. ينظم الهواء المضغوط المادة في غرفة الخلط، ويتم خلطها ثم رشها على خط الأنابيب أو المعدات لتكوين الرغوة والتشكيل.



طريقة الصب: يتم تخزين مجموعتي المحاليل المجهزة في براميل، ثم يتم ترشيحها إلى مضخة القياس، والتي يتم تشغيلها بواسطة محرك هوائي، ويتم إدخالها إلى خلاط الصب من خلال أنبوب المواد. يتم إدخال الهواء المضغوط إلى محرك الصب، مما يؤدي إلى تحريك عمود التحريك لخلط مجموعتي المواد، والتي يتم بعد ذلك حقنها في القالب من أجل الرغوة والتشكيل.



الاحتياطات اللازمة لبناء رغوة البولي يوريثين في الموقع:



حرك المادة في درجة حرارة الغرفة لتختلط وتتفاعل، ثم اسكبها بسرعة في المساحة التي يجب تشكيلها. أثناء البناء، التحكم في وقت رغوة التفاعل بحيث تكون المادة المختلطة بعد التحريك في حالة سائلة عند سكبها في الفجوة. أثناء عملية الرغوة، سيتم توليد قوى تمدد كبيرة، لذلك يجب عمل التعزيز المناسب للطبقة البينية أو القالب.