في سبتمبر 2021، تلقينا استفسارًا من السيد. عبد الله في المملكة العربية السعودية فيما يتعلق بآلة الرغوة المستمرة. كان العميل يخطط لإنشاء مصنع لرغوة البولي يوريثان لإنتاج منتجات للأسواق المحلية واليمنية. كان لديه بعض المعرفة الأساسية حول استخدام الآلة واختيارها.

لم يكن لدى العميل خبرة سابقة في إنتاج الرغوة من قبل، لذلك كان مهتمًا بشكل خاص بدعم ما بعد البيع والمساعدة الفنية.

بدأنا بتحليل السوق المستهدف للعميل (صناعة محددة) وفهم متطلبات المنتج المحلي (مثل كثافة الرغوة والصلابة وما إلى ذلك) لتأكيد احتياجات الإنتاج للعميل.

من خلال مؤتمرات الفيديو، قمنا بتوجيه العميل خلال عملية إنتاج رغوة البولي يوريثان، مما يوفر للعميل فهمًا ملموسًا لإنتاج الرغوة وتسليط الضوء على مزايا الراحة والكفاءة التي تتميز بها أجهزتنا مقارنة بتلك الخاصة بالمصنعين الآخرين.

استنادًا إلى خبرتنا التي تزيد عن 20 عامًا في مجال رغوة الرغوة، قمنا بمشاركة الأفكار مع العميل حول استخدام الماكينة والتحديات الشائعة في عملية رغوة الرغوة، ومعالجة أي مخاوف فنية قد تكون لدى العميل.

لقد قمنا أيضًا بتزويد العميل بخطط تخطيط المصنع لتسريع إعداد خط إنتاج الرغوة بالكامل مع زيادة كفاءة الإنتاج إلى الحد الأقصى.

نظرًا لمستوى ثقة العميل العالي في خدماتنا الاحترافية، فقد اختارنا في النهاية كمورد له لآلات الرغوة وقام بعد ذلك بعمليات شراء متكررة لخط إنتاج الرغوة المعاد تجميعها وآلات قطع الرغوة.

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.

ترتبط مقاومة الضغط للرغوة بالعديد من العوامل مثل بنية أجزاء السلسلة المختلفة التي تتكون منها الرغوة، والروابط الكيميائية بين الجزيئات، وبلورة البوليمرات، ودرجة فصل الطور، وبنية الإيزوسيانات، ونسبة الإيزوسيانات مستخدم.

1  تتكون الرغوة ذات الارتداد البطيء من تفاعل البوليولات ذات الوزن الجزيئي العالي والبوليولات ذات الوزن الجزيئي المنخفض مع الأيزوسيانات. تتمتع الأجزاء الناعمة التي تتكون من البوليولات ذات الوزن الجزيئي العالي بأحجام كبيرة وكثافة منخفضة للوصلات المتشابكة ونشاط عالي. فهي سهلة الضغط وتتعافى بسرعة بعد إزالة الضغط. تتميز الأجزاء الصلبة التي تتكون من البوليولات ذات الوزن الجزيئي المنخفض بأحجام صغيرة وكثافة عالية للوصلات المتشابكة ونشاط منخفض. يصعب ضغطها ويصعب أيضًا استعادتها بعد إزالة القوى الخارجية. تمنح هذه الخاصية الرغاوي خاصية الارتداد البطيء وهي الأساس لتصنيع الرغاوي البطيئة الارتداد.

ونظرًا لاختلاف خصائص الأجزاء الناعمة والصلبة في الرغاوي ذات الارتداد البطيء، فإن هناك درجة معينة من فصل الطور بينهما. إذا لم يكن هناك فصل طور بين الأجزاء، فإن الجسم الرغوي يكون كليًا متماسكًا بإحكام على نطاق واسع، مما يؤدي إلى ظاهرة "حرك شعرة واحدة ويتحرك الجسم كله"، مما يعني أنه ينكمش ككل عند ضغطه ويتوسع عندما يتم تحرير الضغط. ومع ذلك، فإن البنية المجهرية للرغوة تحدد أن هذا الوضع لا يمكن تحقيقه بالكامل. خاصة في الرغاوي البطيئة الارتداد، فإن قطاعات السلسلة المختلفة لها هياكل جزيئية مختلفة، وتوزيعات غير متساوية للوزن الجزيئي، وفصل طور لا مفر منه. يؤدي فصل الطور الطفيف إلى صعوبة تعافي بعض القطع الصلبة، بسبب نشاطها المنخفض، أثناء عملية التعافي بعد إزالة القوى الخارجية. هؤلاء "الهاربون" يعيقون بشكل أو بآخر تعافي الأجزاء الناعمة، مما يؤدي في النهاية إلى تقلصها.

2  إن تبلور الأجزاء الصلبة، التي تكون أقوى من تبلور الأجزاء الناعمة، هو أيضًا سبب لضعف التعافي. تتمتع المواد بتوافقات مماثلة، والتي تنطبق أيضًا على الرغاوي ذات الارتداد البطيء. نظرًا لأن الأجزاء الصلبة تحتوي على نقاط تشابك أقرب وكثافة تشابك أعلى، فمن المرجح أن تتجمع الجزيئات الصغيرة المتكونة معًا. ونظرًا لوجود الروابط الهيدروجينية، فإن هذه المواد المجمعة المحتوية على الهيدروجين تعمل على تعزيز تبلور المادة، مما يؤدي إلى زيادة قوى التماسك. بعد الضغط، تغير القوى الخارجية حالة التجميع لأجزاء السلسلة، مما يسهل على المجموعات القطبية الاندماج معًا. عندما يتم إطلاق القوة الخارجية، يصعب عودة حالة التجميع الجديدة، بسبب قوى التماسك القوية، إلى حالة الإجهاد المسبق، مما يؤدي إلى انكماش الرغاوي البطيئة الارتداد.

3  يعد هيكل الأيزوسيانات أيضًا أحد العوامل التي تؤثر على مقاومة ضغط الرغاوي البطيئة الارتداد. يستخدم TDI عادةً لإنتاج رغاوي ذات ارتداد بطيء. نظرًا لأن مجموعتي NCO في جزيء TDI تقعان في المواضع 2،4 و2،6، فإن لديهما زاوية معينة بينهما، مما يجعلهما عرضة للتشوه تحت الضغط. خاصة في ظل ظروف الضغط الساخنة، يحدث تشوه كبير وفقدان للحرارة، وهو ما يظهر بشكل خاص في رغاوي كأس حمالة الصدر، مما يجعل التعافي من هذه التشوهات أمرًا صعبًا.

4  يعد انخفاض مؤشر NCO للإيزوسيانات المستخدم في تحضير رغاوي الارتداد البطيء أيضًا سببًا لضعف الانتعاش. عادة ما يكون مؤشر NCO للرغاوي العادية أعلى من 100، بينما في الرغاوي البطيئة الارتداد، يتراوح مؤشر NCO بشكل عام بين 85-95. وهذا يعني أن 5-15% من مجموعات الهيدروكسيل لا تشارك في التفاعل. لذلك، على الرغم من أن سطح الرغوة يبدو ككيان واحد، إلا أنه يوجد داخليًا جزء كبير من أجزاء السلسلة المستقلة عن بعضها البعض.

حلول لتحسين مقاومة الضغط للرغاوي ذات الارتداد البطيء:

1. استخدم بولي إيثر عالي EO (ما يسمى بولي إيثر عامل النفخ) لاستبدال بعض البولي إيثر البطيء الارتداد.

A  يحتوي البولي إيثر عالي EO على قيمة هيدروكسيل منخفضة ووزن جزيئي كبير. بعد التفاعل مع الأيزوسيانات، تكون الأجزاء المتكونة ذات أوزان جزيئية أكبر أو قريبة من تلك التي تتكون عندما يتفاعل البولي إيثر العادي مع الأيزوسيانات، مما يقلل من درجة فصل الطور والبلورة.

B  يحتوي البولي إيثر عالي المحتوى من EO على شرائح ناعمة وسلسة، والتي يمكن أن توفر تأثيرات ارتداد بطيئة جيدة. بالإضافة إلى ذلك، فإن إضافة بولي إيثر عالي EO يمكن أن يحسن بشكل فعال مقاومة درجات الحرارة المنخفضة للرغاوي البطيئة الارتداد.

2. أضف كمية صغيرة من البوليستر المعدل بالبولي إيثر لزيادة قوة تماسك المادة.

تتمتع شرائح البوليستر، بسبب وجود مجموعات الإستر، بقوى تماسك داخلية عالية وخصائص شد وضغط جيدة، مما يحسن بشكل كبير مقاومة الضغط للرغاوي البطيئة الارتداد.

3. استخدم كمية صغيرة من البولي إيثر عالي الأداء والوزن الجزيئي العالي كعامل تشابك، واستبدل بعض البولي إيثر العادي بالبولي إيثر عالي النشاط من أجل الارتداد البطيء.

وهذا يعطل توزيع أجزاء السلسلة، ويقلل من درجة فصل الطور، ويزيد من درجة التفاعل، مما يقلل من التبلور.

4. استخدم MDI أو أضف MDI إلى TDI.

تتمتع MDI ببنية مختلفة عن TDI وتنتج رغاوي ذات مقاومة أفضل للضغط وفقدان أقل للحرارة. في حالة استخدام MDI، فمن الأفضل استخدام MDI المعدل (مع تفرع عالي وإغلاق سهل للخلايا)؛ يمكن أيضًا استخدام أجهزة الاستنشاق بالجرعات المقننة السائلة، حيث إنها تعمل على التدوير داخل الجزيئات وأكثر مقاومة للضغط. تتمتع الرغاوي ذات الارتداد البطيء المصنوعة من جميع أجهزة MDI بمقاومة ضغط أفضل بكثير من TDI النقي، والعديد من الشركات المصنعة تستخدم هذا بالفعل.

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.

يشعر المبتدئون بالقلق من أنه إذا لم يتم ضبط لوحة الترسيب بشكل صحيح، فإن السائل المتدفق من الفوهة قد يتسبب في ارتفاع أمامي أو ارتفاع خلفي، مما يؤثر على عملية الرغوة. في غضون دقيقتين بعد تشغيل الجهاز، تزداد سرعة التفاعل تدريجيًا، مما يتطلب أحيانًا إجراء تعديلات على لوحة التثبيت. تعتبر التعديلات على لوحة الترسيب أكثر أهمية في الصيغ ذات الكثافة المنخفضة والمحتوى العالي من الرطوبة (MC).

يمكن حساب معدل تدفق TDI (ثنائي إيزوسيانات التولوين) ليتوافق مع قيمة المقياس، ولكن يوصى بقياس معدل تدفق TDI فعليًا أثناء الرغوة الأولى. معدل التدفق مهم للغاية؛ إذا لم يكن معدل التدفق دقيقًا، فسيكون كل شيء آخر في حالة من الفوضى. من الأفضل الاعتماد على الطريقة الأبسط والأكثر بديهية لقياس معدل التدفق.

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

إن تركيبات آلات الرغوة التي تحتوي على حجرة خلط طويلة في رأس الآلة أو تحتوي على عدد أكبر من الأسنان على عمود التحريك عادةً ما تحتوي على نسبة أمين أقل ودرجة حرارة مادة أقل. على العكس من ذلك، فإن تركيبات آلات الرغوة التي تحتوي على غرفة خلط قصيرة في رأس الماكينة أو عدد أقل من الأسنان على عمود التحريك عادةً ما تحتوي على نسبة أمين أكبر ودرجة حرارة أعلى للمادة.

بالنسبة لنفس الصيغة، عند التبديل بين الرؤوس الدوارة ذات الرش المزدوج والرؤوس الدوارة ذات الرش الفردي مع مناطق مقطع عرضي مماثلة للفوهة، تكون متطلبات سمك الشبكة وطبقاتها متشابهة.

لمعايرة تدفق المواد الثانوية، تتمثل إحدى الطرق في قياس التدفق الراجع للمادة الثانوية، والطريقة الأخرى هي معايرتها عن طريق قسمة الكمية الإجمالية المستخدمة على وقت الرغوة. عندما يكون هناك اختلاف كبير بين طريقتي المعايرة، اعتمد على البيانات من طريقة المعايرة الثانية.

تركيبات الرغوة الناعمة عالية الجودة عادة ما تكون ضمن نطاق غير مستقر، مثل انخفاض مؤشر TDI، وانخفاض نسبة الماء إلى MC، وجرعة T-9 منخفضة، وجرعة زيت السيليكون المنخفضة.