مادة البولي يوريثين عبارة عن كتلة بوليمر تحتوي على مجموعات مميزة من الكربامات يتم إنتاجها عن طريق تفاعل البولي إيزوسيانات ومانح الهيدروجين. بسبب الأشكال المختلفة للمنتجات المنتجة، دخل تطبيقه في مختلف مجالات الاقتصاد العالمي. فيما يلي نظرة عامة على خط الإنتاج المستمر الأفقي لكتلة رغوة البولي يوريثان المرنة.

1. طريقة هينيكي ذات القمة المسطحة

تم تصميم معدات خط الإنتاج المستمر لكتل ​​رغوة البولي يوريثان المرنة واسعة النطاق ووضعها في الإنتاج من قبل شركة Hennecke في ألمانيا في عام 1952، والتي تعتبر الأساس للإنتاج المستمر لكتل ​​رغوة البولي يوريثان. قامت العديد من الشركات على التوالي بتصميم وتصنيع خطوط إنتاج مستمرة لأشكال مختلفة من فقاعات الكتل، ولكن تم استخدام المبادئ الأساسية التي صممها هينيكي فقط حتى يومنا هذا. تظهر معدات الإنتاج في الصورة 1.

الموافقة المسبقة عن علم 1 رسم تخطيطي لخط إنتاج الرغوة المستمرة من البولي يوريثان الناعم المسطح من Hennecke

يتكون خط الإنتاج المستمر لرغوة البولي يوريثان المرنة الذي تنتجه شركة Hennecke من عدة أجزاء رئيسية: قسم توريد المواد الخام، قسم الخلط والصب، قسم الرغوة والمعالجة، قسم القطع، قسم ما بعد المعالجة، وقسم ما بعد المعالجة للمنتج. يتميز خط الإنتاج هذا بكفاءة إنتاجية عالية ويتطلب كمية كبيرة من المواد الخام. لذلك، بالإضافة إلى تجهيز الخزانات للبوليولات والإيزوسيانات، تعد الأنظمة المنفصلة لتخزين المواد الخام ومعلمات العملية والتحكم في الحالة والتحضير ضرورية لضمان الإمداد المستمر بالمواد الخام المعدة لخط الإنتاج أثناء التشغيل المستمر (الصورة 2).

صورة 2: أنظمة إمداد القياس وأنظمة إدخال رأس الخلط لـ 22 مكونًا

درجة الحرارة لها تأثير كبير على تفاعل الرغوة، والتحكم الصارم في درجة حرارة المواد الخام ضروري أثناء الرغوة. عادة، يتم التحكم في درجة الحرارة في حدود 18 إلى 25°ج، مع نطاق تقلب درجات الحرارة حولها 1°C. يتم استخدام مضخات القياس عالية الدقة لقياس وتسليم مكونات المواد الخام، مع نطاق لزوجة عام أقل من 2000 مللي باسكال. بالنسبة للمكونات عالية اللزوجة مثل الملونات ومثبطات اللهب، يمكن استخدام مضخات التروس. لمنع تسرب مكونات الأيزوسيانات، يوصى باستخدام أدوات التوصيل المغناطيسية. من أجل سهولة التشغيل وتحسين دقة القياس، يتم الآن دمج بعض الإضافات لتقليل عدد مضخات القياس. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن بعض الإضافات، مثل محفزات القصدير العضوية، حساسة للمكونات الأخرى وعرضة للتحلل.

جهاز الخلط المستخدم في خط الإنتاج هذا يستخدم عادةً رأس خلط منخفض الضغط، مع المحرض الذي يتم تشغيله بواسطة محرك متغير السرعة بسرعة دوران تتراوح من 3000 إلى 6000 دورة / دقيقة. في مؤسسات إنتاج الرغوة المستمرة الحديثة، تم أيضًا اعتماد معدات قياس الضغط العالي، والخلط، والرغوة، مما يسمح بإجراء تعديلات في شكل تحريك رأس الخلط، ومعدل التدفق، وحجم الفوهة لتحسين جودة المنتج. يمكن أيضًا تكوين جهاز إدخال الهواء عند رأس الخلط لإنشاء نوى الغاز وإنشاء بنية خلية دقيقة وكثيفة.

يتم تفريغ المواد المخلوطة جيدًا بشكل مستمر من رأس الخلط تحت ضغط معين. لمنع تناثر المواد واحتجاز كمية كبيرة من الهواء مما يسبب فراغات كبيرة داخل جسم الرغوة، يتم اتخاذ تدابير مختلفة أثناء عملية الرغوة. بصرف النظر عن تقليل المسافة بين رأس الخلط واللوحة السفلية وتقليل قوة التأثير، يتم تركيب حواجز مصممة خصيصًا وأنابيب انحراف على شكل قرن أو على شكل منقار البط وشبكات معدنية في الجزء الأمامي من مخرج رأس الخلط لتقليل التأثير طاقة المادة 

وفي الوقت نفسه، يجب تقليل المسافة من أنبوب مخرج المادة إلى اللوحة السفلية إلى حوالي 10 مم. لضمان توزيع المواد بشكل موحد على اللوحة السفلية، يتم إعداد العوارض المتقاطعة على خط الإنتاج. يمكن تعديل رأس الخلط للتحرك إلى اليسار واليمين بالتنسيق مع سرعة حركة الحزام الناقل للوحة السفلية. وبدلاً من ذلك، يمكن تقسيم المادة إلى قنوات متعددة للدخول إلى فتحات التوزيع المرتبة أفقيًا في اتجاه حركة اللوحة السفلية، مما يضمن توزيع المادة بالتساوي على الحزام الناقل، كما هو موضح في الصورة 3.

الصورة 3 من أجل منع تناثر المواد المبصقة، تم تجهيز رأس الخلط ببعض العواكس

تُظهر المادة التي يتم إخراجها من رأس الخلط قابلية سيولة جيدة قبل وقت الاستحلاب. مع تقدم التفاعل، تبدأ المادة المختلطة وتتوسع تدريجيًا. في الطرف الأمامي من الحزام الناقل في قسم الإخراج، يجب أن يميل الحزام الناقل بزاوية 3° ل 9° ومجهزة بأجهزة التعديل الهيدروليكية أو اليدوية. وهذا يسمح بإجراء تعديلات مناسبة لزاوية الميل وفقًا لمتطلبات العملية، مما يضمن تدفق المواد وبدء تشغيلها بشكل موحد في اتجاه واحد. إذا كانت زاوية الميل صغيرة جدًا أو كانت سرعة حركة الحزام الناقل بطيئة جدًا، فإن سمك الرغوة يزداد، ويصبح بدء الرغوة صعبًا. إذا كانت زاوية الميل كبيرة جدًا، فسوف تتدفق المادة المقذوفة بسرعة كبيرة جدًا، وتصل إلى الجزء السفلي من طبقة الرغوة التي بدأت بالفعل في الارتفاع، مما يسبب تشققات في جسم الرغوة.

عادة، بالنسبة للوحدات ذات معدل التدفق العالي، يتم التحكم في سرعة حركة الحزام الناقل عند 3 إلى 10 م/دقيقة، بينما بالنسبة للوحدات متوسطة الحجم، يتم التحكم فيها عند 1.5 إلى 3 م/دقيقة. أثناء التشغيل، من الضروري ضبط معلمات العملية بعناية مثل معدل القذف، وزاوية الحزام الناقل، وسرعة الحركة للحفاظ على مسافة مناسبة تتراوح من 300 إلى 600 مم بين خط التوزيع المقذوف وخط الحليب المتكون أثناء بدء الرغوة.

يتم توزيع المواد المختلطة التي يتم إخراجها من رأس الخلط مباشرة على ورق البطانة المجهز مسبقًا على الحزام الناقل. في قسم الرغوة، يتم تجميع جهاز النقل والاسترداد، بما في ذلك سيور النقل، ونفق التجفيف، والواقيات الجانبية، وبطانات الرغوة. في الماضي، كان يتم استخدام نظام ثلاثي الخطوط بشكل شائع، حيث تتحرك ورقة البطانة على الجانبين الأيسر والأيمن بشكل متزامن مع جسم الرغوة على طول قناة العادم، بينما تتحرك ورقة البطانة السفلية للأمام بشكل متزامن مع الحزام الناقل. في الماضي، لم يكن الجزء العلوي من الجسم الرغوي مقيدًا، مما أدى إلى شكل مقوس مضيع. وبعد ذلك، تم اختراع طريقة Hennecke-Planidiock (انظر الصورة 4) وطريقة Hennecke ذات القمة المسطحة (انظر الصورة 8-5). يتم الآن استخدام طريقة Hennecke المسطحة المحسنة على نطاق واسع.

الموافقة المسبقة عن علم 4 طريقة هينيكي-بلانيديوك

الموافقة المسبقة عن علم 5 رسم تخطيطي لعملية رغوة Hennecke المسطحة

تم تجهيز كلتا طريقتي الإنتاج المذكورتين بلوحات ضغط توازن ميكانيكية على الجزء العلوي من جسم الرغوة الصاعد لتقليل حجم النفايات المقوسة المتولدة في الجزء العلوي من جسم الرغوة. في الوقت الحالي، معدات الرغوة المسطحة من Hennecke تستخدم غالبًا أربع أوراق بطانة متزامنة للتحرك في الاتجاهات لأعلى ولأسفل ولليسار ولليمين جنبًا إلى جنب مع الحزام الناقل.

تشتمل مواد البطانة للجسم الرغوي على ورق بطانة متخصص وفيلم بلاستيكي. المادة الأساسية لورق البطانة هي ورق كرافت قوي ومتين، ويتم معالجته بعوامل تحرير مثل بولي ثنائي ميثيل سيلوكسان أو البارافين، أو مطلي بمواد كيميائية غير لاصقة مثل البولي إيثيلين. في السنوات الأخيرة، بدأت بعض منشآت الإنتاج في استخدام أفلام بلاستيكية فعالة من حيث التكلفة مثل البولي إيثيلين، ولكن من المهم التأكد من عدم تجعد الفيلم أثناء التشغيل. بغض النظر عن مادة البطانة، يجب أن تظل مسطحة وخالية من الطيات أثناء التشغيل.

في نفق التجفيف الخاص بقسم الرغوة، يتمدد جسم الرغوة ويشكل رغوة على ورق البطانة الخاص بالحزام الناقل. اعتمادًا على تركيبة الإنتاج المحددة، يتم استخدام الحرارة الناتجة عن تفاعل المادة أو مصادر الحرارة الخارجية لتسريع تفاعل الجسم الرغوي، والمعالجة، والتصلب، وتحقيق القوة والأداء المطلوبين للعملية اللاحقة. تم تجهيز نفق التجفيف بأجهزة عادم متعددة لإزالة الغازات الضارة المختلفة التي ينتجها الجسم الرغوي. بعد التنقية، يتم إطلاق هذه الغازات في الغلاف الجوي.

يتطلب نظام الحزام الناقل للجسم الرغوي سطحًا أملسًا للغاية ويعمل بثبات شديد دون أي اهتزازات. يمكن تعديل المسافة بين الواقيات الجانبية ضمن نطاق معين حسب الحاجة، مما يسمح بإنتاج أجسام رغوية مستطيلة بعرض مختلف. يمكن أن يصل العرض إلى 2.2 متر، ويتجاوز ارتفاع أجسام الرغوة المنتجة بشكل عام 1 متر.

بعد المرور عبر نفق التجفيف، على الرغم من أن جسم الرغوة لم يصل بعد إلى أقصى أداء له، إلا أنه تم تشكيله. لتسهيل المراحل اللاحقة من العمل، يتم استخدام آلة قطع التجميع عبر الإنترنت لقطع جسم الرغوة إلى الأطوال المطلوبة. بعد ذلك، يتم تنفيذ المعالجة اللاحقة لضمان التفاعل الكامل قبل إجراء المزيد من المعالجة.

2. طريقة الرغوة المتحركة للأسفل ماكس فوم

طريقة ماكسفوم، المعروفة أيضًا باسم طريقة الرغوة الهابطة، اخترعها العالم النرويجي ليدر بيرج في عام 1959. إنها تستخدم أسلوبًا مميزًا، حيث تتحرك اللوحة السفلية الرغوية إلى الأسفل. يتضمن المبدأ الأساسي رفع الواجهة الأمامية للوحة السفلية المتحركة إلى موضع يبلغ حوالي 70% من ارتفاع الرغوة النهائي المتوقع. وهذا يسمح للوحة السفلية بأكملها أن تميل إلى الأسفل. عندما ترتفع المادة المصبوبة إلى حوالي 30% من ارتفاع الرغوة، تتحرك اللوحة السفلية السفلية إلى الأسفل بمعدل تمدد الرغوة. يؤدي هذا إلى تمدد نسبة الـ 70% المتبقية من ارتفاع الرغوة نحو الأسفل، مما ينتج عنه جسم رغوي ذو مقطع عرضي مستطيل. يمكن رؤية المبدأ والمعدات في الصورة 6. استخدم القائد بيرج هذا المبدأ لتصميم وتطوير عملية الرغوة الهابطة Maxfoam الشهيرة، الموضحة في الصورة 7.

الموافقة المسبقة عن علم 6 رسم تخطيطي لمبدأ طريقة تحرك اللوحة السفلية للأسفل

صورة 7 رسم تخطيطي لعملية رغوة Maxfoam المتحركة للأسفل

في تطوير جهاز إنتاج ماكسفوم، قام القائد بيرج في البداية بوضع حاجز عند نقطة تفريغ المادة المختلطة. تطور هذا تدريجياً إلى حوض رغوي ممدود إلى الأسفل، وتحولت اللوحة المسطحة التي تتدفق فيها المادة إلى لوحة سفلية مائلة إلى الأسفل. أدى هذا التغيير إلى تغيير توسع الجسم الرغوي لأعلى أثناء البدء إلى توسع تنازلي، مما أدى إلى إنشاء عملية رغوة Maxfoam الشهيرة. لقد كرست شركة Leader Berg جهودها للبحث والتطوير والإنتاج والمبيعات لعمليات ومعدات إنتاج رغوة البولي يوريثان المرنة، لتصبح واحدة من أبرز الشركات في هذا المجال. يمكن رؤية تدفق العملية الأساسي في الصورة 8.

الموافقة المسبقة عن علم 8 معدات Maxfoam التي تنتجها Hennecke

(1) يكون المقطع العرضي لجسم الرغوة المنتج في شكل مستطيل منتظم، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في معدل النفايات وإنتاجية عالية من المنتجات النهائية. في العمليات التقليدية، تبلغ نسبة النفايات الناتجة عن قطع الحواف والزاوية حوالي 15%. في طريقة انزلاق الحافة Draka، تصل النسبة إلى حوالي 12%. ومع ذلك، فإن النفايات الناتجة عن عملية Maxfoam أقل من 8%. مع مزيد من التحسينات، مثل استخدام الشوكات الدوارة، وأجهزة الجر، والتسطيح المغطاة بغشاء بولي إيثيلين لتغليف جسم الرغوة بالكامل (انظر الصورة 9)، واستخدام الحرارة المتولدة عن المواد المتفاعلة لتسخين اللوحة السفلية لصنع الجلد السفلي من أرق الرغوة، يمكن خفض النفايات إلى 1٪ إلى 2٪.

الموافقة المسبقة عن علم 9 وضع شوكة دوارة رقيقة من البولي إيثيلين (أ) الجهاز (ب) وجهاز التسطيح (ج)

(2) تم تصميم المعدات بشكل جيد، وتصنيعها بدقة، والتحكم فيها بدقة، مع عمر افتراضي طويل، وتكاليف إنتاج منخفضة، وعادة ما تتطلب 3 إلى 4 موظفين فقط للتشغيل، مع تكاليف صيانة منخفضة.

(3) تضمن عملية الرغوة الفريدة أن يتمتع جسم الرغوة المنتج بكثافة موحدة ومتسقة وبنية خلايا دقيقة وجودة ممتازة.

(4) تقوم لوحة التحكم النموذجية أو نظام الكمبيوتر المحسن بمراقبة عملية الإنتاج بأكملها بدقة.

(5) مجموعة المواد الخام القابلة للتطبيق واسعة النطاق، بما في ذلك أنواع البولي إيثر والبوليستر. يمكن إنتاج أنواع مختلفة من أجسام الرغوة، بما في ذلك الرغوة المرنة القياسية وكذلك الرغوة عالية المرونة، والرغوة المقاومة للهب، والرغوة المملوءة، والرغوة اللزجة المرنة، والرغوة المنتجة باستخدام رغوة ثاني أكسيد الكربون 

في عام 1960، أنشأ ليدر بيرج شركته الخاصة، Laader Berg AS، المخصصة للبحث وإنتاج معدات الإنتاج المستمر لرغوة البولي يوريثان. المكونات الرئيسية لآلة الرغوة MaxformTM الأساسية هي الحوض المتعدد (الصورة 10) ولوحة الإسقاط. كما هو موضح في المخطط التخطيطي للمعدات في الصورة 11، يتم نقل المواد المختلطة من خلال أنابيب متعددة إلى المدخل السفلي للحوض المتعدد. تبدأ المادة بالتفاعل في الحوض المتعدد وتتدفق على ورقة البطانة السفلية المنزلقة على لوحة السقوط المائلة قبل استحلاب السائل المختلط مباشرة. تفيض الرغوة من الحوض المتعدد بالتساوي وتنتشر بين الجدارين الجانبيين للوحة الإسقاط. يمكن تعديل حجم الفائض للحوض المتعدد بناءً على تركيبة الرغوة وحجم الإنتاج، ويتم ضبط ارتفاع مخرجه على 70% من ارتفاع الرغوة النهائي 

في نفس الوقت، يمكن تعديل الزاوية والكمية والطول والعرض للوحة السقوط المائلة وفقًا للصيغة وحجم الإنتاج، مما يضمن أن جسم الرغوة يكمل عملية التمدد الكاملة عندما يصل إلى حزام النقل الأفقي. أثناء التدفق الهبوطي لجسم الرغوة في قناة الرغوة للوحة الإسقاط، يتم التخلص من الاحتكاك بين جسم الرغوة والجدران الجانبية عن طريق الجاذبية الهبوطية، مما يؤدي إلى بنية رغوية أكثر اتساقًا وسلاسة على جانبي جسم الرغوة. يقوم الجسم الرغوي بتفريغ غازات النفايات الناتجة أثناء الإنتاج في قناة الرغوة، ويكمل نضج الجسم الرغوي، ويمكنه بعد ذلك المتابعة إلى عملية القطع.

الموافقة المسبقة عن علم 10 فتحات متعددة لآلة الرغوة Maxfoam ذات الحوض المتعدد

الموافقة المسبقة عن علم 11 التخطيطي MaxfoamTM الأساسي

تنتج شركتنا أيضًا هذا النوع من خطوط الإنتاج على أساس طريقة الرغوة هذه. مرجع المقدمة هو كما يلي (انظر الصورة 12)

المعلمات الفنية لخط إنتاج الرغوة المستمر الأفقي الأوتوماتيكي SAB-CF02 الذي تنتجه شركة Sabtech Technology

1. مواصفات الآلة الرئيسية: الطول الإجمالي 42 م × عرض 6 م × م4

2. عرض الإسفنج الرغوي: 915 مم ~ 2350 مم

3. ارتفاع الرغوة: أقل من 1300 مم

4. سرعة الرغوة: 1500 دورة في الدقيقة ~ 7000 دورة في الدقيقة

5. الحد الأقصى للإنتاج: 350 كجم/دقيقة

6. وضع الرش: طريقة جهاز الحوض الصغير، مع التحكم في العاكس

7. مواصفات صندوق الرغوة: الطول 21 م * العرض 4.5 م * الارتفاع 3 م

8. خط النقل الداخلي للفرن (قياسي): الطول 27 م * العرض 2.6 م * الارتفاع 0.8 م

9. الوصلات الجانبية للفرن (قياسية) L21m * H1.3m

10. إطار السقوط: 7 أقسام من ارتفاع التعديل الكهربائي / يتم استخدام سلسلة محرك التباطؤ 0.2KW لضبط الرف بين كل قسم من اللوحة

11. جهاز رفع الورق الجانبي: حركة كهربائية أمامية وخلفية، تعديل كهربائي لارتفاع ذراع الرفع، تحكم مستقل في الجانب الأيسر والأيمن.

12. نظام تجميع وإطلاق الفيلم الجانبي: تم تجهيز جهاز تحرير الفيلم الجانبي وفيلم الرفع بمحرك محرك، ويعتمد الفيلم الجانبي على جهاز قابض مسحوق مغناطيسي للبكرة تلقائيًا.

13. نظام تخزين الورق السفلي.

14. مروحة العادم: 3 كيلو واط * مجموعتان (باستثناء أنبوب العادم) 

15. نظام درجة حرارة ثابتة: ترموستات بارد وساخن مبرد بالهواء بقوة 20 حصان. يتم تركيب الصمام النسبي عند المدخل الأمامي لملف الخزان، ويتم التحكم في درجة حرارة المواد الخام وضبطها.

16. مصدر الطاقة: 3 مراحل 380 فولت 50 هرتز

الشكل 12: وحدة الرغوة المستمرة الأفقية المحدودة من شركة Sabtech Technology3

3. طريقة الرغوة العمودية

في عام 1971، قامت شركة Hyman Development Corporation ومقرها المملكة المتحدة بتطوير تكنولوجيا ومعدات فريدة لمعالجة الرغوة العمودية. يتكون الجهاز بشكل أساسي من نظام خزان تخزين المواد، نظام نقل القياس، نظام حقن الخلط، جهاز رغوة على شكل برميل، جهاز تسخين ورفع الرغوة، بالإضافة إلى آلية القطع (انظر الصورة 13).

الموافقة المسبقة عن علم 13 رسم تخطيطي لمعدات الرغوة العمودية

يتكون نظام خزان تخزين المواد من خمسة مكونات رئيسية: خزانات المواد الخام (المجهزة بأجهزة التحكم في درجة الحرارة والتحريك) لـ PPG، مع TDI باعتبارها المادة الخام الأولية، المخلوطة بالماء والزيت والمحفز الأميني والمواد المضافة وعامل رغوة MC، و محفز القصدير العضوي. تستخدم أنظمة القياس والنقل بشكل عام مضخات تروس مدفوعة بمحركات غير متدرجة منظمة للسرعة، ويمكن أيضًا إضافة عدادات التدفق لتعزيز دقة القياس. عادةً ما يتم اختيار رؤوس الخلط ذات الضغط المنخفض والتحريك. بمجرد خلط المواد، يتم حقنها عبر خطوط الأنابيب من الأسفل إلى دلو الرغوة المخروطي. تم تجهيز دلو الرغوة مسبقًا بصفائح مستمرة من فيلم البولي إيثيلين. عندما تتفاعل المواد المختلطة وتتشكل الرغوة، فإنها تتحرك أفقيًا في البداية، لتملأ المقطع العرضي المخروطي وترتفع تدريجيًا مع تمدد المقطع العرضي، وفي النهاية تملأ الدلو المبطن بغشاء البولي إيثيلين وتتحرك لأعلى في قسم التسخين. يحيط نظام التسخين الكهربائي بقسم التسخين لتسريع عملية نضج الرغوة.

يتم تسهيل صعود الرغوة عن طريق ناقلات رأسية مزودة بإبر دقيقة (يبلغ طولها 10-15 ملم). يتم ترتيب العديد من هذه الناقلات حول جسم الرغوة بالكامل، مع إبرها الدقيقة المدمجة في الرغوة ذات قوة معينة. ومع دوران الحزام الناقل، يتم رفع الرغوة تدريجياً. الجزء العلوي من المعدة مزود بآلة قطع وآلية قابض مرتبطة تعمل على تنشيط آلة القطع عندما يصل جسم الرغوة إلى الارتفاع المحدد. يتم نقل قطع الرغوة المقطوعة على طول شريحة مائلة إلى غرفة ما بعد النضج 

يمكن لهذه العملية إنتاج أجسام رغوية ذات مقاطع عرضية مربعة أو دائرية، وذلك ببساطة عن طريق تغيير شكل دلو الرغوة. أثناء الإنتاج المستمر، يمكن تغيير لون الرغوة عبر الإنترنت، مع منطقة انتقالية تبلغ 150 مم فقط. وهذا لا يسهل تغيير اللون بسهولة فحسب، بل يحافظ أيضًا على إنتاجية عالية من منتجات الرغوة النهائية. أداء الكثافة والصلابة على المقطع العرضي للرغوة متناسق، وسمك جلد الرغوة عند الحواف رقيق، مما يؤدي إلى انخفاض معدلات النفايات. الأهم من ذلك، أن معدات الرغوة العمودية تحتل مساحة أصغر، فقط ربع مساحة معدات الرغوة الأفقية التقليدية، مما يجعلها مناسبة للمؤسسات الصغيرة والمتوسطة الحجم. المنتجات ليست مناسبة فقط لمنتجات الرغوة الناعمة العامة ولكن أيضًا أجسام الرغوة الدائرية المقطعة مناسبة بشكل خاص للاستخدام كمواد تبطين للملابس.

تفرض عملية الرغوة العمودية متطلبات أكثر صرامة على جوانب مثل المواد الخام والتركيبات وتعديل عملية الإنتاج والتحكم فيها، مقارنة بعملية إنتاج رغاوي الكتل الأفقية. يعد التحكم الدقيق في معلمات العملية المختلفة مثل درجة حرارة المواد الخام ونسب التركيب ومعدل تفريغ الرغوة ومعدل حقن الهواء وسرعة الخلط ودرجة حرارة قسم النضج وسرعة الجر ضروريًا لإنتاج رغوة عالية الجودة. في الإنتاج الفعلي، تكون المشكلات التالية عرضة لحدوثها ويجب معالجتها:

1. ارتفاع معدل الخلايا المغلقة أو الانكماش:

يمكن أن ينتج هذا عن الاستخدام المفرط لمحفز القصدير العضوي، مما يؤدي إلى التبلور السريع أثناء الرغوة والنمو المفرط لقوة جدار المسام. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي وجود فائض من مثبت الرغوة إلى إعاقة تكوين بنية الرغوة ذات الخلية المفتوحة بسبب ثباتها المفرط.

2. تكسير الجسم الرغوي:

غالبًا ما يكون تشقق الجسم الرغوي نتيجة لأخطاء في التركيب أو القياس. يمكن أن تؤدي الكميات غير الكافية من محفز القصدير العضوي ومثبت الرغوة إلى انخفاض التفاعل. العوامل الميكانيكية، مثل وجود الشوائب، والتلوث بالزيت داخل جسم الرغوة، والتقلبات في سرعة الجر، يمكن أن تساهم أيضًا في حدوث تشققات واسعة النطاق في جسم الرغوة.

3. تجاويف فقاعية كبيرة في الجسم الرغوي:

عندما تظهر تجاويف فقاعية كبيرة في جسم الرغوة، من المهم فحص الجوانب التالية بدقة: عندما يكون هناك توزيع منتظم لفقاعات الهواء، تحقق مما إذا كانت هناك أي مشكلات تتعلق بتسرب الهواء في غرفة الخلط وأنابيب التغذية وغيرها من المعدات. إذا كان هناك عدد قليل من الفقاعات الكبيرة المخروطية، فقد يكون ذلك بسبب ارتفاع درجة حرارة المواد الخام بشكل مفرط، مما يتسبب في تبخر عامل الرغوة بسهولة أكبر. عندما يُظهر جسم الرغوة فقاعات هواء كبيرة موزعة بشكل غير منتظم، فقد يكون السبب الرئيسي هو سرعة الخلط المفرطة مما يؤدي إلى زيادة كمية الهواء المحبوس. عادة، مع رأس الخلط المحكم الغلق، يجب التحكم في سرعة الخلط ضمن نطاق 2500 إلى 3000 دورة في الدقيقة. إذا ظهرت ثقوب كبيرة أو فقاعات مترابطة في ورقة الرغوة بدون بنية شبكة واضحة، فقد يكون ذلك بسبب إدخال الهواء الزائد في رأس الخلط.

4. جسم الرغوة ينزلق للأسفل:

وينبغي النظر في هذه المسألة من عدة جوانب، بما في ذلك أخطاء الصياغة، ووقت الرغوة المفرط، وعدم كفاية الرغوة، ودرجة حرارة النضج المنخفضة بشكل مفرط، والتنسيق غير السليم لناقل الجر. إنها مشكلة يمكن أن تحدث بسهولة في المراحل الأولى من المعدات

الموافقة المسبقة عن علم 14 رسم تخطيطي لعملية إنتاج جهاز خط الإنتاج المستمر لرغوة البولي يوريثان المرنة بتأرجح الضغط

(1) افتح باب الغرفة الوسطى 3أ وأغلق باب غرفة الخروج 3ب. قم بتنشيط نظام التحكم في الضغط 4a4b لجلب الضغط في القناة بأكملها إلى قيمة الضغط المحددة. نطاق الضغط النموذجي هو 50 إلى 150 كيلو باسكال (0.5 إلى 1.5 ضغط جوي).

(2) قم بتشغيل آلة الرغوة، وتدخل المواد المختلطة إلى حوض الفائض في القناة المغلقة وتتدفق إلى لوحة الإسقاط من أجل الرغوة تحت بيئة الضغط المحددة.

(3) بعد المعالجة الأولية لجسم الرغوة وتشكيله بطول معين، تعمل آلة القطع على قطعه.

(4) يدخل جسم الرغوة المقطوعة إلى المنطقة الخلفية للقناة. أغلق باب الغرفة الوسطى، واضبط الضغط في المنطقة الخلفية ليكون مساوياً للضغط المحيط، وافتح باب غرفة الخروج، وانقل جسم الرغوة إلى منطقة المعالجة لإكمال المعالجة. وفي الوقت نفسه، يجب إغلاق باب غرفة الخروج على الفور، ويجب تفعيل جهاز تنظيم الضغط على الفور لمساواة ضغطه مع الضغط في القناة بأكملها. ثم افتح باب الغرفة الوسطى لاستيعاب الجسم الرغوي المقطوع التالي.

يتم مراقبة خط الإنتاج هذا بواسطة أجهزة كمبيوتر أوتوماتيكية للغاية، مع التحكم في جزء القناة، وتبديل الدورة، ونظام ضبط الضغط. اعتمادًا على القناة المغلقة، سواء كانت عبارة عن وعاء فراغ أو وعاء ضغط، يمكنها إنتاج أجسام رغوية ذات مقاطع عرضية مستطيلة أو دائرية. بناءً على خط الإنتاج المستمر هذا، تم أيضًا تطوير خطوط إنتاج متقطعة برغوة ذات ضغط متغير من النوع الصندوقي. على الرغم من أن كفاءة الإنتاج عالية، إلا أن نظام التحكم معقد والمعدات ضخمة الحجم، وغالبًا ما تتجاوز أطوال القنوات المغلقة مئات الأمتار، مما يؤدي إلى استثمارات كبيرة 

ما سبق يقدم مقدمة لخط الإنتاج المستمر الأفقي لكتل ​​رغوة البولي يوريثان المرنة. نأمل أن يساعدك ذلك في كيفية اختيار خط الإنتاج المستمر لرغوة البولي يوريثان المرنة. مرحبًا بكم في ترك تعليق ومناقشة المزيد معي حول رغوة البولي يوريثان.

عند استخدام آلة الرغوة لرغوة البولي يوريثان الناعمة، هل واجهت المواقف التالية؟

1. المسام الرغوية غير المستوية والمتعددة،

2. نسيج رغوي خشن.

3. أحجام المسام الفوضوية عبر كامل سطح الرغوة، مع وجود علامات طفيفة على المسام الكبيرة.

قضايا مثل هذه شائعة جدا. السبب الرئيسي للمشكلة الأولى هو أن المسافة بين دافعة الخلط لآلة الرغوة وأسفل برميل الخلط كبيرة جدًا؛ المشكلة الثانية هي أن شفرات الخلط قصيرة جدًا وضيقة: المشكلة الثالثة هي أن زاوية شفرات الخلط كبيرة جدًا.

العديد من الشركات المصنعة التي تصمم وتنتج آلات الرغوة لا تفهم المبادئ إلا أثناء عملية التصميم، دون فهم العلاقة الهامة بين التصميم المختلف في إنتاج الرغوة وجودة المنتج. لا يمكن تحسين التصميم الميكانيكي المعقول والكمال إلا بشكل تدريجي في العمل الفعلي، ويمكن فقط لصانعي الرغوة ذوي الخبرة تحقيق ذلك.

فيما يلي بعض التجارب التي مررنا بها مع التعديلات والترقيات على الماكينة، على أمل أن يتم ذلك  سيكون مفيدا:

أولا ، يجب أن يكون موضع تركيب عجلة الخلط منخفضًا قدر الإمكان، ومن الأفضل أن يكون أقرب إلى أسفل برميل الخلط. بشكل عام، يجب أن تكون المسافة بين أدنى نقطة في شفرة الخلط وأسفل برميل الخلط حوالي 2 سم

الثانية يجب أن يكون شكل شفرة الخلط على شكل مروحة، ذات حافة واسعة إلى حد ما. وميزة كونها واسعة هي أنها تزيد من مساحة التلامس مع المادة السائلة، مما يوفر طاقة كافية ويوازن المادة السائلة أيضًا.

الثالث ، يجب أيضًا أن يكون طول شفرة الخلط أطول ما يمكن، مع ترك حوالي ثلاثة إلى أربعة سنتيمترات من الحاجز داخل برميل الخلط.

الرابع يجب أن تكون حافتا شفرة الخلط مائلتين، بحيث تعتمد زاوية الميل على عرض أحد الطرفين وفارق سنتيمترين على كلا الجانبين. بعد تعديل شفرة الخلط، يعد التشغيل السليم أمرًا بالغ الأهمية أيضًا، خاصة سرعة الخلط. تم تجهيز معظم آلات الرغوة المجمعة في الوقت الحاضر بأجهزة تحويل تردد التوقيت عالية السرعة. ومع ذلك، في الإنتاج الفعلي، غالبا ما يكون هذا الجهاز غير ضروري. تعتمد سرعة التشغيل بشكل أساسي على كمية المادة الموجودة في برميل الخلط. إذا كان هناك الكثير من المواد، فيجب أن تكون السرعة أسرع بشكل مناسب، وإذا كان هناك مادة أقل، فيجب أن تكون السرعة أقل.

تؤثر العديد من العوامل على عملية الرغوة وجودة المنتج النهائي عند تصنيع رغوة البولي يوريثان المرنة. ومن بين هذه العوامل، تلعب العوامل البيئية الطبيعية مثل درجة الحرارة ورطوبة الهواء والضغط الجوي أدوارًا حاسمة. تؤثر هذه العوامل بشكل كبير على كثافة الرغوة والصلابة ومعدل الاستطالة والقوة الميكانيكية.

1. درجة الحرارة:

تفاعل رغوة البولي يوريثان حساس للغاية، حيث تعتبر درجة الحرارة عامل تحكم رئيسي. ومع ارتفاع درجة حرارة المادة، يتسارع تفاعل الرغوة. في التركيبات الحساسة، يمكن أن تشكل درجات الحرارة المرتفعة بشكل مفرط مخاطر مثل حرق القلب والاشتعال. بشكل عام، من الضروري الحفاظ على درجات حرارة ثابتة لمكونات البوليول والإيزوسيانات. تؤدي زيادة درجة الحرارة إلى انخفاض مماثل في كثافة الرغوة أثناء الرغوة.

تزيد درجات الحرارة المرتفعة، خاصة في الصيف، من سرعة التفاعل، مما يؤدي إلى انخفاض كثافة الرغوة وصلابتها، وزيادة معدل الاستطالة، مع تعزيز القوة الميكانيكية. ولمواجهة انخفاض الصلابة، يُنصح بضبط مؤشر TDI. يجب على الشركات المصنعة ضبط معلمات العملية وفقًا لتغيرات درجات الحرارة الموسمية والإقليمية لضمان استقرار جودة المنتج.  

2. رطوبة الجو:

تؤثر رطوبة الهواء أيضًا على عملية رغوة رغوة البولي يوريثان المرنة. تؤدي الرطوبة العالية إلى حدوث تفاعلات بين مجموعات الأيزوسيانات الموجودة في الرغوة والرطوبة المحمولة جواً، مما يؤدي إلى انخفاض صلابة المنتج. زيادة جرعة TDI أثناء الرغوة يمكن أن تعوض هذا التأثير. ومع ذلك، يمكن أن تؤدي الرطوبة الزائدة إلى رفع درجات حرارة المعالجة، مما قد يؤدي إلى حرق القلب. يحتاج المصنعون إلى ضبط تركيبات ومعايير عملية الرغوة بعناية في البيئات الرطبة لضمان جودة المنتج واستقراره.

3. الضغط الجوي:

ويعد الضغط الجوي عاملاً مؤثراً آخر، خاصة في المناطق ذات الارتفاعات المختلفة. يؤدي استخدام نفس التركيبة على ارتفاعات أعلى إلى انخفاض كثافة منتج الرغوة نسبيًا. ويرجع ذلك إلى تغيرات الضغط الجوي التي تؤثر على انتشار الغاز وتمدده أثناء الرغوة. يجب على الشركات المصنعة العاملة في المناطق المرتفعة أن تأخذ في الاعتبار ذلك وقد تحتاج إلى تعديل التركيبات أو معلمات المعالجة لتلبية متطلبات الجودة.

في الختام، تؤثر العوامل البيئية الطبيعية بشكل كبير على عملية الرغوة وجودة المنتج النهائي لرغوة البولي يوريثان المرنة. يجب على الشركات المصنعة تعديل معلمات العملية بناءً على الظروف الموسمية والإقليمية والبيئية لضمان كثافة الرغوة المستقرة والصلابة والقوة الميكانيكية، وتلبية متطلبات ومعايير العملاء.

علاج البرد

عملية لإنتاج رغاوي المقاعد، والتي تنتج رغاوي عالية المرونة (يشار إليها باسم رغاوي الموارد البشرية).

خلال هذه العملية، تتراوح درجة حرارة القالب بشكل عام بين 50-70 درجة مئوية؛ يتراوح الوزن الجزيئي للبولي إيثر عادة بين 2500-6500، ويمكن أن يكون ISO TDI/TM/MDI.

تتميز هذه العملية بكفاءة إنتاجية عالية، واستهلاك منخفض للطاقة، وهي مستخدمة حاليًا على نطاق واسع.

سعة المضخة

يستخدم للتحقق من استقرار خرج تدفق مضخة القياس.

الطريقة الحالية للتحقق من قدرة المضخة هي كما يلي: عند معدل التدفق المحدد، قم بالتصوير بشكل مستمر 35 مرة، وقم بوزن كل طلقة، ثم قم بحساب السعة. بناءً على سعة المضخة، حدد ما إذا كانت مضخة القياس بحاجة إلى الإصلاح أو الاستبدال. بشكل عام، يتم فحص قدرة المضخة كل ثلاثة أشهر.

مضخة الخطية

توصيف العلاقة بين سرعة مضخة القياس وإخراجها.

عادة، يتم اختيار خمس سرعات مختلفة لاختبار التدفق. ومن ثم يتم الحصول على خرج مضخة القياس عند كل سرعة. إذا كانت هذه النقاط الخمس محاذية على خط مستقيم، فهذا يشير إلى خطية جيدة بين سرعة مضخة القياس وإخراجها.

NBT (تقنية المزج الجديدة)

NBT تعني تقنية المزج الجديدة.

تضمنت تقنية المزج السابقة رش وخلط ISO واحد مع POL واحد للتفاعل وإنتاج رغوة البولي يوريثان. عند ضبط معلمات العملية بهذه الطريقة، يمكن فقط تعديل نسبة الخلط POL/ISO ووزن الصب، مع عدم وجود تعديلات أخرى ممكنة.

يتضمن NBT رش وخلط ISO واحد مع مجموعتين أو 3 مجموعات من مواد POLY للتفاعل وإنتاج رغوة البولي يوريثان. (تتطلب المعدات محول تردد)

يمكن لـ NBT ضبط المتغيرات التالية: رطوبة الصيغة، محتوى المواد الصلبة للصيغة، مؤشر الصيغة، وزن الصب، ومتغيرات أخرى. وهذا يسمح بتحمل أكبر للعملية عند تصنيع الرغاوي ذات الكثافات والصلابة المختلفة.

TPR (تحرير الضغط في الوقت المناسب)

يرمز TPR إلى إطلاق الضغط في الوقت المناسب، والمعروف أيضًا باسم التنفيس أو التنفيس المسبق.

معلمات TPR النموذجية هي: يبدأ التنفيس بعد حوالي 90-120 ثانية من إغلاق القالب، مع سقوط الكيس للأسفل، والتهوية لمدة ثانيتين تقريبًا، ثم ارتفاع الكيس مرة أخرى.

الظواهر الشائعة: قد يؤدي التنفيس المبكر جدًا إلى ظهور منتجات طرية عرضة للتمزق. يمكن أن يؤدي التنفيس بعد فوات الأوان إلى ظهور منتجات قاسية عرضة للانكماش بعد القولبة.

الرش الأولي

في بداية الصب العادي، يتم فتح فوهات ISO وPOLY في وقت واحد، مما يسمح للمواد بالخلط في غرفة الخلط والتفاعل لإنتاج رغوة البولي يوريثان.

إذا لم تفتح فوهات ISO وPOLY أثناء الصب في وقت واحد، فإن الفوهة التي تفتح أولاً ستتسبب في تدفق المادة خارج غرفة الخلط دون التفاعل، مما يؤدي إلى وجود مادة غير متفاعلة في بداية الرغوة. إذا خرج البولي إيثر أولاً، فستكون الرغوة لزجة ورطبة في الأعلى (رش أولي خفيف)، بينما إذا خرج ISO أولاً، ستكون الرغوة مقرمشة ورقيقة محليًا (رش أولي معتدل) أو بها بقع ISO (رش أولي شديد) رش).

ظاهرة شائعة: حالة خاصة أخرى هي عندما تكون هناك ليونة في منطقة الصب الأولية، والتي يمكن أن تكون أيضًا شكلاً من أشكال الرش الأولي. قد يكون هذا بسبب خروج المكون أولاً، مما يجعل الرغوة عند نقطة الصب الأولية ناعمة.

مؤشر الرغوة

عندما يتفاعل ISO وPOL، إذا تفاعلا بالكميات النظرية الدقيقة، يطلق عليه تفاعل متكافئ، ويتم تعريف مؤشر الرغوة على أنه 100.

مؤشر الرغوة = استخدام ISO الفعلي/استخدام ISO النظري * 100. حاليًا، يتراوح مؤشر الرغوة لرغوة المقعد عمومًا بين 90-105.

مع زيادة مؤشر الرغوة، تصبح الرغوة أكثر صلابة تدريجياً.

فِهرِس > 105، المنتج عرضة للهشاشة؛ فِهرِس < 85، المنتج عرضة لانكماش الخلايا المغلقة.

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.