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%.

المرحلة الأولى: عملية نواة الغاز


تتفاعل المواد الخام في الطور السائل أو تعتمد على توليد المواد الغازية والتطاير الغازي أثناء التفاعل. ومع تقدم التفاعل وتولد كمية كبيرة من الحرارة، تزداد كمية المادة الغازية المتولدة والمتطايرة بشكل مستمر. عندما يتجاوز تركيز الغاز تركيز التشبع، تبدأ فقاعات الغاز الدقيقة بالتشكل في مرحلة المحلول وترتفع. ومع اقتراب التفاعل من نهايته، تظهر ظاهرة حليبية في مادة البولي يوريثين السائلة، تعرف باسم "الزمن اللبني".



المرحلة الثانية: عملية النواة الذاتية


في هذه المرحلة، يستمر تركيز الغاز في الزيادة ويصل إلى مستوى معين. بعد ذلك، ينخفض ​​تركيز الغاز تدريجيًا، ولا تتشكل فقاعات جديدة. يصل الغاز الموجود في المحلول تدريجيًا إلى تركيز التشبع المتوازن. خلال هذه المرحلة تزداد لزوجة المادة السائلة تدريجياً، ويندمج الغاز ويتوسع بشكل مستمر في الطور السائل اللزج تدريجياً. يستمر حجم الفقاعات في التوسع. تتضاءل الطور السائل اللزج الذي يشكل الجدار الخارجي للفقاعات تدريجيًا. بسبب علاقة التوتر السطحي بين السطوح البينية للغاز والسائل، يزداد حجم الفقاعة من صغير إلى كبير، ويتحول تدريجيًا من شكل كروي إلى شكل هندسي ثلاثي الأبعاد يتكون من أغشية رقيقة من البوليمر، ويشكل أخيرًا بنية شبكية مفتوحة ثلاثية الأبعاد. المسام الدقيقة الأبعاد. في عملية تصنيع رغوة البولي يوريثان، تظهر هذه المرحلة تمدد حجم البوليمر وارتفاع الرغوة.



المرحلة الثالثة:


بعد انخفاض تركيز الغاز إلى مستوى معين، لم تعد الفقاعات تتشكل. ومع تغلغل الغاز، يستمر التركيز في الانخفاض، ليصل إلى التوازن المشبع النهائي في عملية انتقال جدار الرغوة البوليمرية من الحالة السائلة اللزجة إلى الحالة الصلبة غير المتدفقة.

عادةً ما يستخدم إنتاج الرغوة الناعمة على شكل كتلة

دفعة آلة رغوة الرغوة

عملية، طريقة إنتاج من نوع الفجوة. تطورت هذه الطريقة من الرغوة اليدوية في المختبرات. تتضمن العملية صب مواد التفاعل المختلطة على الفور في قالب مفتوح يشبه صندوقًا خشبيًا أو معدنيًا، ومن هنا جاء اسم "الرغوة المعبأة". يمكن أن تكون القوالب (الصناديق) المخصصة للرغوة المعبأة مستطيلة أو أسطوانية. لمنع كتلة الرغوة من تشكيل قمة مقببة، يمكن وضع لوحة غطاء عائمة على الجزء العلوي من الرغوة أثناء الرغوة. تظل لوحة الغطاء متصلة بشكل وثيق بالجزء العلوي من الرغوة وتتحرك تدريجيًا للأعلى مع ارتفاع الرغوة.



تشمل المعدات الرئيسية لإنتاج الرغوة المعبأة ما يلي: 1) محرك كهربائي ميكانيكي، برميل خلط؛ 2) صندوق القالب. 3) أدوات الوزن مثل الموازين، وموازين المنصة، وأكواب القياس، والمحاقن الزجاجية، وأجهزة القياس الأخرى؛ 4) ساعة توقيت للتحكم في وقت الخلط. يتم تطبيق كمية صغيرة من عامل تحرير القالب على الجدران الداخلية للصندوق لتسهيل إزالة الرغوة.



تشمل مزايا إنتاج الرغوة الناعمة باستخدام طريقة الرغوة المعبأة ما يلي: انخفاض الاستثمار في المعدات، ومساحة صغيرة، وهيكل بسيط للمعدات، وسهولة التشغيل والصيانة، والإنتاج المرن. تستخدم بعض المؤسسات المحلية والبلدية الصغيرة والتي تعاني من نقص التمويل هذه الطريقة لإنتاج رغوة البولي يوريثان الناعمة. إن صب الرغوة المعبأة هو طريقة إنتاج غير مستمرة للرغوة الناعمة، وبالتالي فإن كفاءة الإنتاج أقل من الطرق المستمرة، ويتم تشغيل المعدات في الغالب يدويًا، مما يؤدي إلى زيادة كثافة اليد العاملة. الطاقة الإنتاجية محدودة، وهناك خسارة أكبر في قطع المواد البلاستيكية الرغوية. يجب التحكم في معلمات عملية الرغوة المعبأة ضمن نطاق معين لأنه حتى مع نفس الصيغة، قد لا تكون خصائص الرغوة هي نفسها عند استخدام معلمات عملية مختلفة. يجب التحكم في درجة حرارة المواد الخام عند (25
±
3) درجة مئوية، سرعة الخلط من 900 إلى 1000 دورة/دقيقة، ووقت الخلط من 5 إلى 12 ثانية. يمكن تعديل وقت الخلط لخليط البولي إيثر والمواد المضافة قبل إضافة TDI بمرونة وفقًا للحالة، وبعد إضافة TDI، يكون وقت الخلط من 3 إلى 5 ثوانٍ كافيًا، مع كون المفتاح هو الخلط الدقيق بعد إضافة TDI.



أثناء صب الرغوة المعبأة، يجب الانتباه إلى الجوانب التالية:


1)
الاستعداد قبل الإنتاج، بما في ذلك درجة حرارة المواد وفحص معدات الماكينة؛


2) القياس بأكبر قدر ممكن من الدقة؛


3) التحكم في وقت الخلط بشكل مناسب؛


4) صب سائل المادة المختلطة بسرعة وثبات، مع تجنب القوة المفرطة؛


5) تأكد من وضع الصندوق بثبات، مع جعل الورقة السفلية مسطحة، لتجنب التدفق غير المتساوي للمواد أثناء الصب؛


6) عندما ترتفع الرغوة، اضغط بلطف على الغطاء لضمان ارتفاع الرغوة بسلاسة؛


7) يجب استخدام المواد المضافة كما هو محدد، ويجب عدم ترك المواد المخلوطة لفترة طويلة.



ظهرت ثلاثة أنواع من معدات الرغوة في قوالب الرغوة المعبأة. في البداية، تم وزن المواد الخام المختلفة في حاوية وفقًا للصيغة، وتم خلطها بخلاط عالي السرعة، وسكبها في قالب الصندوق للرغوة والتشكيل. غالبًا ما تؤدي هذه الطريقة إلى وجود بقايا في حاوية الخلط. تستخدم الطريقة المحسنة مضخة قياس لنقل المواد الخام إلى برميل الخلط من أجل الخلط الموحد. يقوم جهاز ميكانيكي بإغلاق الجزء السفلي من البرميل تلقائيًا، ويتم استخدام الهواء المضغوط لضغط المادة داخل صندوق الرغوة لتشكيلها. يمكن أن تؤدي كلتا الطريقتين إلى حدوث دوامات بسبب التدفق السريع للمواد إلى الصندوق، مما قد يسبب عيوبًا أو انخفاضات في منتجات الرغوة. إن جهاز الرغوة المعبأ الأكثر منطقية هو وضع برميل الخلط بدون قاع مباشرة في وسط صندوق الرغوة. تقوم مضخة القياس بتوصيل المواد الخام المختلفة اللازمة للرغوة إلى برميل الخلط. بعد الخلط لبضع ثوان، يقوم جهاز الرفع برفع برميل الخلط خارج صندوق الرغوة، مما يسمح لمادة الرغوة بالتدفق بسلاسة على قاع الصندوق بأكمله. وهذا يمنع تشقق الرغوة بسبب دوامات المواد، ويضمن ارتفاعًا موحدًا نسبيًا في جميع أنحاء الرغوة.



يمكن إضافة جهاز ضغط إلى المادة الرغوية المتمددة لإنتاج رغوة ذات قمة مسطحة، مما يقلل من الهدر أثناء القطع. هذا الجهاز مناسب لإنتاج رغوة البولي يوريثان الناعمة من نوع البولي إيثر ورغوة الكتلة الناعمة عالية الارتداد. بالنسبة لكتل ​​البولي يوريثين أسيتات البولي فينيل، لا يمكن استخدام هذه الطريقة بسبب اللزوجة العالية للمادة، ويتم استخدام الطرق المستمرة بشكل عام.

غالبًا ما تواجه رغوة البولي يوريثان العديد من الحوادث والمشاكل أثناء إنتاج الرغوة الفعلي، وكل منها ناتج عن عوامل متعددة. عند تحليل الحوادث الناجمة عن عوامل معقدة، من الصعب عمومًا إدراج جميع العوامل المؤثرة والعوامل الرئيسية التي تلعب دورًا فعليًا. فيما يلي 15 مشكلة شائعة وأسبابها، دعونا نلقي نظرة معًا!



1. ارتفاع محتوى الخلية المغلقة


أ. بوليولات البولي إيثر: نسبة عالية من أكسيد الإيثيلين، عالية النشاط، تحدث غالبًا عند التحول إلى بوليولات البولي إيثر ذات الأنشطة المختلفة.


(ب). صياغة العملية: الاستخدام المفرط لأوكتات القصدير، ونشاط الإيزوسيانات العالي، ودرجة التشابك العالية، وسرعة التشابك السريعة، والأمينات المفرطة وعوامل النفخ الفيزيائية التي تسبب انخفاض الضغط الداخلي للرغوة، وعدم القدرة على فتح الخلايا عندما تكون مرونة الرغوة عالية، ويمكن أن يؤدي أيضًا إلى ارتفاع مؤشر TDI. في محتوى الخلية المغلقة العالي.



2. الانكماش (سرعة الجيل أكبر من سرعة الرغوة)


أ. محتوى عالي من الخلايا المغلقة، ينكمش أثناء التبريد.


(ب). ظروف العملية: انخفاض درجة حرارة الهواء، وانخفاض درجة حرارة المواد.


(ج) صياغة العملية: زيت السيليكون الزائد، عامل النفخ الفيزيائي المفرط، مؤشر TDI المنخفض.



3. تكسير داخلي


أ. ظروف العملية: انخفاض درجة حرارة الهواء، وارتفاع درجة حرارة مركز التفاعل.


(ب). صياغة العملية: مؤشر TDI منخفض، محتوى مفرط من القصدير، قوة رغوة مبكرة عالية.


(ج) نشاط عالي لزيت السيليكون، استخدام قليل.



4. التكسير العلوي (سرعة التغويز غير المتوازنة)


أ. ظروف العملية: انخفاض درجة حرارة الهواء، وانخفاض درجة حرارة المواد.


(ب). صياغة العملية: عدم كفاية استخدام المحفز، واستخدام الأمينات الصغيرة، وزيت السيليكون ذو الجودة الرديئة.



5. تشقق الزاوية السفلية (الاستخدام المفرط للأمين، وسرعة الرغوة السريعة جدًا)


سطح المسام الكبيرة: عامل نفخ فيزيائي مفرط، وزيت سيليكون رديء الجودة ومحفز.



6. ضعف أداء الرغوة في درجات الحرارة المنخفضة


ضعف الجودة الجوهرية لبوليولات البولي إيثر، نفس قيمة الهيدروكسيل، وظائف منخفضة، عدم تشبع عالي، مؤشر TDI منخفض مع نفس استخدام القصدير.



7. ضعف نفاذية الهواء


أ. الأحوال الجوية: انخفاض درجة حرارة الجو.


(ب). المواد الخام: بوليول عالي البولي إيثر، زيت السيليكون عالي النشاط.


(ج) صياغة العملية: الإفراط في استخدام القصدير أو نفس القصدير، وانخفاض محتوى الماء والأمين، وارتفاع مؤشر TDI.



8. ضعف المرونة


أ. المواد الخام: بولي إيثر بوليول عالي النشاط، وزن جزيئي منخفض نسبي، زيت السيليكون عالي النشاط.


(ب). صياغة العملية: كمية كبيرة من زيت السيليكون، محتوى مفرط من القصدير، المزيد من الماء في نفس استخدام القصدير، مؤشر TDI مرتفع.



9. قوة الشد ضعيفة


أ. المواد الخام: بوليول بولي إيثر منخفض الوزن الجزيئي، وظيفة ذات قيمة هيدروكسيل منخفضة.


(ب). صياغة العملية: يؤدي عدم كفاية القصدير إلى رد فعل ضعيف للجيل، وارتفاع مؤشر TDI عند نفس استخدام القصدير، وانخفاض درجة التشابك مع كمية أقل من الماء.



10. التدخين أثناء الرغوة


أ. يؤدي الأمين الزائد إلى إطلاق كمية كبيرة من الحرارة من تفاعل الماء مع TDI، مما يؤدي إلى تبخر المواد ذات نقطة الغليان المنخفضة والتسبب في التدخين.


(ب). إذا لم يكن متفحمًا، فإن الدخان يتكون في الغالب من TDI، ومواد ذات درجة غليان منخفضة، وألكانات حلقية أحادية في بوليولات بولي إيثر.



11. رغوة ذات خطوط بيضاء


سرعة تفاعل الرغوة والجيل السريع، وسرعة النقل البطيئة في الرغوة المستمرة، والضغط المحلي لتشكيل طبقة كثيفة، مما يؤدي إلى ظاهرة الخطوط البيضاء. يجب زيادة سرعة النقل على الفور، أو يجب تقليل درجة حرارة المادة، ويجب تقليل استخدام المحفز.



12. رغوة هشة


تحتوي التركيبة على كمية كبيرة من الماء، مما يؤدي إلى تكوين العديد من تكوينات اليوريا غير المتفاعلة التي لا تذوب في زيت السيليكون، واستخدام محفز القصدير السيئ، وتفاعل التشابك غير الكافي، والمحتوى العالي من البولي إيثر بوليول ذو الوزن الجزيئي المنخفض النسبي، ودرجة حرارة التفاعل المرتفعة بشكل مفرط، وكسر رابطة الأثير مما يقلل من قوة الرغوة.



13. كثافة الرغوة أقل من القيمة المحددة


مؤشر الرغوة كبير جدًا بسبب القياس غير الدقيق وارتفاع درجة حرارة الهواء وانخفاض ضغط الهواء.



14. رغوة بالجلد، وجلد الحافة، والفراغات السفلية


القصدير الزائد والأمين غير الكافي، سرعة الرغوة بطيئة، سريعة


15

、

استطالة عالية عند الاستراحة


أ. المواد الخام: بولي إيثر بوليول عالي النشاط، ووظيفة منخفضة.


(ب). صياغة العملية: عدم كفاية التشابك بسبب انخفاض مؤشر TDI والقصدير الزائد والمحتوى العالي من زيت السيليكون.

هل سبق لك أن تساءلت كيف يتم تشكيل رغوة البولي يوريثان البلاستيكية؟ في المقال السابق، كشفنا عن التفاعلات الأساسية التي تكمن وراءها: الأيزوسيانات، والبوليولات البولي إيثر (أو البوليستر)، والماء، تعمل جميعها معًا لتكوين هذه المادة السحرية. فهل يعني هذا أننا في الإنتاج الفعلي نحتاج فقط إلى هذه المواد الخام الثلاثة؟ الجواب بعيد عن ذلك. في عملية الإنتاج الفعلية لدينا، من أجل التحكم بشكل أكثر دقة في معدل التفاعل وإنتاج منتجات ذات أداء ممتاز، غالبًا ما نحتاج إلى تسخير قوة المواد المضافة المختلفة. لا تتمتع هذه الإضافات بتطبيقات واسعة النطاق فحسب، بل يمكنها أيضًا أن تلعب دورًا كبيرًا في جعل عملية الإنتاج لدينا أكثر كفاءة واستقرارًا.



المواد الخافضة للتوتر السطحي / زيت السيليكون


تُسمى أيضًا المواد الخافضة للتوتر السطحي، والمعروفة أيضًا بزيت السيليكون، بمثبتات الرغوة. في عملية إنتاج رغوة البولي يوريثان، دورها حاسم. المهمة الأساسية لزيت السيليكون هي تقليل التوتر السطحي لنظام الرغوة، وبالتالي تحسين الامتزاج بين المكونات، وضبط حجم الفقاعات، والتحكم في هيكل الفقاعة، وتعزيز استقرار الرغوة. علاوة على ذلك، فهي تتحمل أيضًا مسؤولية منع انهيار الرغوة. ولذلك يمكن القول أن زيت السيليكون يلعب دورا لا غنى عنه في إنتاج رغوة البولي يوريثان.



المحفزات


تلعب المحفزات دورًا حاسمًا في عملية تصنيع البولي يوريثين، وذلك بشكل رئيسي عن طريق تسريع التفاعل بين الإيزوسيانات والماء والبوليولات. هذا التفاعل هو تفاعل بلمرة نموذجي. وبدون وجود المحفزات، قد يستمر هذا التفاعل ببطء شديد أو حتى لا يحدث على الإطلاق. حاليًا، تنقسم المحفزات الموجودة في السوق بشكل أساسي إلى نوعين: المحفزات الأمينية والمحفزات المعدنية العضوية. المحفزات الأمينية عبارة عن مركبات تعتمد على ذرات النيتروجين، والتي يمكن أن تعزز بشكل فعال تفاعل البلمرة للبولي يوريثان. ومن ناحية أخرى، فإن المحفزات المعدنية العضوية عبارة عن مركبات تؤثر بشكل خاص على التفاعل بين البوليولات والإيزوسيانات في تكوين البولي يوريثان، وعادة ما تكون مركبات القصدير العضوي. تكمن خاصية هذه المحفزات في قدرتها على التحكم بدقة في عملية التفاعل، مما يؤدي إلى منتج نهائي أكثر تجانسًا واستقرارًا.



وكلاء النفخ


عوامل النفخ هي مواد تولد الغاز أثناء تفاعل البولي يوريثين وتساعد في تكوين الرغوة. اعتمادًا على طريقة توليد الغاز، يتم تقسيم عوامل النفخ عادةً إلى عوامل نفخ كيميائية وعوامل نفخ فيزيائية. تشير عوامل النفخ الكيميائية إلى المواد التي تخضع لتغيرات كيميائية أثناء التفاعل، وتولد الغاز، وتعزز تكوين الرغوة. العديد من المواد الشائعة في حياتنا اليومية هي في الواقع عوامل نفخ كيميائية، مثل الماء. ومن ناحية أخرى، فإن عوامل النفخ الفيزيائية هي مواد تولد الغاز من خلال الوسائل الفيزيائية. على سبيل المثال، ثنائي كلورو ميثان (MC) هو عامل نفخ فيزيائي شائع.



إضافات أخرى


إن الاعتماد فقط على المواد الخام الأساسية ليس كافيًا لجعل المنتجات تتمتع بأداء متميز. ومن أجل تلبية الاحتياجات المختلفة، يتم دمج الإضافات الأخرى بذكاء في عملية الإنتاج، ولا ينبغي الاستهانة بأدوارها. على سبيل المثال، يمكن لمثبطات اللهب أن تضيف مقاومة للهب إلى المنتجات، ويمكن لعوامل التشابك أن تعزز ثباتها، ويمكن للملونات والحشوات أن تمنح المنتجات مظهرًا وملمسًا أكثر ألوانًا، كما تلعب العديد من الإضافات الأخرى ذات الوظائف المختلفة أدوارها. هذه الإضافات المختارة بعناية هي التي تعمل على تحسين أداء المنتجات بشكل شامل وتمنح المستخدمين تجربة مستخدم أفضل.