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.

بالنسبة للعديد من المؤسسات الصغيرة، على الرغم من أن خط الإنتاج المستمر لرغوة البولي يوريثان المرنة يوفر إنتاجًا عاليًا، إلا أن التكاليف مرتفعة جدًا أيضًا، وقد لا يتطلب السوق المستهدف مثل هذه الكميات الكبيرة. ونتيجة لذلك، أصبحت خطوط الإنتاج غير المستمرة لرغوة البولي يوريثان المرنة هي الخيار المفضل لديهم. فيما يلي مقدمة لخط الإنتاج غير المستمر لرغوة البولي يوريثان المرنة:

1. معدات عملية رغوة الصندوق

لقد تم تطوير عملية ومعدات رغوة الصناديق كتقنية جديدة لتلبية احتياجات منشآت إنتاج رغوة البولي يوريثان صغيرة الحجم. وهو يعتمد على تقنيات إنتاج الرغوة المخبرية واليدوية، وهي في الأساس نسخة مطورة من أساليب الرغوة المختبرية. لقد مرت هذه العملية بثلاث مراحل تطوير. في البداية، تم وزن جميع المواد المكونة بالتسلسل وإضافتها إلى حاوية أكبر، تليها إضافة TDI. بعد الخلط السريع، يُسكب الخليط على الفور في قالب صندوقي كبير. كانت هذه الطريقة ذات كثافة عمالية عالية، وتنبعث منها تركيزات عالية من الغازات السامة، وتشكل مخاطر صحية كبيرة على المشغلين. بالإضافة إلى ذلك، فإن تناثر المواد أثناء الصب من شأنه أن يجذب كمية كبيرة من الهواء، مما يؤدي إلى تكوين فقاعات هواء كبيرة داخل هيكل الرغوة وحتى التسبب في تشقق الرغوة. علاوة على ذلك، كانت هناك كمية كبيرة من النفايات المتبقية، مما أدى إلى نفايات مادية كبيرة وارتفاع تكاليف الإنتاج 

وفي وقت لاحق، تم دمج مضخات القياس لنقل المواد إلى برميل الخلط بقاع يفتح تلقائيًا. بعد الخلط بسرعة عالية، سيتم فتح اللوحة السفلية لبرميل الخلط، وسيقوم الهواء المضغوط بطرد المواد بسرعة إلى القالب لتوسيع الرغوة. ومع ذلك، عانى هذا النهج من هياكل مسام الرغوة غير المستوية بسبب التدفق السريع للمواد، مما أدى إلى هياكل الرغوة الدوامة ومشاكل في الجودة مثل الشقوق على شكل هلال. المرحلة الثالثة من تحسين العملية هي جهاز رغوة الصندوق الذي يتم اعتماده في الغالب اليوم. مبدأ الرغوة الأساسي موضح في الصورة

(أ)  قياس المواد الخام وخلطها      (ب) الرغوة     (ج) ترتفع الرغوة إلى الحد الأقصى للارتفاع

1 - برميل خلط المواد القابل للرفع؛ 2 - قالب صندوق قابل للتجميع؛ 3 - اللوحة العلوية للصندوق العائم؛ 4- جسم فوم

الصورة 1: رسم تخطيطي لمبدأ رغوة الصندوق

تتكون معدات الإنتاج الصناعي لرغوة الصناديق بشكل أساسي من خزانات المواد الخام، ووحدات مضخة القياس، وبراميل الخلط القابلة للرفع، وقوالب الصناديق الخشبية القابلة للتجميع. كما هو موضح في الرسم التخطيطي لمعدات رغوة الصندوق المصنعة بواسطة Hennecke (الصورة 2)، يتم تخزين المواد الخام الرغوية في خزانات ويتم تنظيمها بواسطة أجهزة التحكم للوصول إلى نطاق درجة حرارة المعالجة المطلوبة، وعادة ما يتم الاحتفاظ بها عند درجة حرارة 23°C ± 3°C. بالتتابع، تقوم مضخة القياس بحقن البولي إيثر بوليول، المحفز، المواد الخافضة للتوتر السطحي، عوامل الرغوة، إلخ، في أسطوانة الخلط لمدة التحريك من 30 إلى 60 دقيقة. بعد ذلك، وفقًا للصيغة، يتم إدخال TDI، إما مباشرة أو من خلال حاوية وسيطة بمفتاح سفلي. الخلط الفوري يتبع إضافة TDI. اعتمادًا على المواد والتركيبة، يتم التحكم في سرعة التحريك عادةً عند 900 إلى 1000 دورة في الدقيقة (r/min)، مع وقت تحريك يتراوح من 3 إلى 8 ثوانٍ. بعد التحريك، يتم رفع برميل الخلط بسرعة. الجزء السفلي من البرميل يفتقر إلى قاع ويتم وضعه على اللوحة السفلية لصندوق القالب عند خفضه، باستخدام حلقة إغلاق عند الحافة السفلية للبرميل لمنع تسرب المواد.

عند الرفع، يمكن نشر الملاط الممزوج جيدًا مباشرة وتفريقه على اللوحة السفلية لقالب الصندوق، مما يسمح بارتفاع الرغوة الطبيعية. لمنع تكوين سطح مقبب على الجزء العلوي أثناء الرغوة، تم تجهيز لوحة القالب العلوية التي تتوافق مع مساحة القالب وتسمح بحركة الحد الأعلى. يتكون صندوق القالب بشكل أساسي من ألواح خشبية صلبة، مع اللوحة السفلية المثبتة على عربة نقل القالب المتحركة. جميع الألواح الجانبية الأربعة قابلة للتجميع، وتتميز بآليات قفل سريعة الفتح والإغلاق. الجوانب الداخلية للألواح مطلية بعوامل تحرير قائمة على السيليكون أو مبطنة بمادة فيلم البولي إيثيلين لمنع الالتصاق. بعد 8 إلى 10 دقائق من النضج القسري داخل الصندوق، يتم فتح الألواح الجانبية لصندوق القالب، مما يسمح بإزالة الرغوة المرنة على شكل كتلة. وبعد 24 ساعة إضافية من النضج، يمكن أن تخضع كتل الرغوة هذه للقطع وإجراءات ما بعد المعالجة الأخرى.

1 - خزان المواد الخام. 2 - وحدة مضخة القياس. 3 - خزانة التحكم. 4 - خلط البرميل مع جهاز الرفع. 5 - صندوق الرغوة. 6 - المنتج النهائي الرغوي؛ 7- اللوحة العائمة

الصورة 2: معدات رغوة الصناديق المصنعة بواسطة Hennecke (BFM100/BFM150)

تتميز عملية ومعدات رغوة الصندوق بخصائص مثل التشغيل البسيط، وهيكل المعدات المدمج والمباشر، والاستثمار المنخفض، والبصمة الصغيرة، والصيانة المريحة. هذه الميزات تجعلها مناسبة بشكل خاص للمؤسسات الصغيرة العاملة في الإنتاج المتقطع لرغوة الكتل منخفضة الكثافة. ومع ذلك، فإن عيوبها واضحة أيضًا: انخفاض كفاءة الإنتاج، وبيئة إنتاج أقل ملاءمة، والتركيز العالي للغازات السامة المنبعثة في الموقع، مما يستلزم استخدام أنظمة تنقية الغازات السامة والعوادم عالية الفعالية.

لتعزيز كفاءة الخلط، أضافت بعض الشركات عدة حواجز رأسية ومتساوية البعد إلى الجدران الداخلية لبرميل الخلط. هذه الحواجز، جنبا إلى جنب مع المحرضات الحلزونية عالية السرعة، تسهل الخلط عالي السرعة. يمكن لهذا النهج أن يقلل إلى حد ما من تأثيرات التدفق الصفحي في سائل الخلط ويحسن كفاءة الخلط. مثال على ذلك هو منتجنا SAB-BF3302. لمعرفة مظهر المنتج ومواصفاته الفنية، يرجى الرجوع إلى الصورة 3.

الصورة 3: آلة تعبئة العلب الأوتوماتيكية بالكامل (Sabtech Technology Limited)

يأتي خط الإنتاج هذا مزودًا بكل من التحكم الآلي الكامل بالكمبيوتر وأوضاع التحكم اليدوي. إنها مناسبة لإنتاج رغوة البولي يوريثان المرنة بكثافات تتراوح من 10 إلى 60 كجم/سم. الحد الأقصى لإخراج الرغوة: 180 لتر. ارتفاع الرغوة: 1200 مم. قوة الخلط: 7.5 كيلو واط. الطاقة الإجمالية: 35 كيلو واط.

2. معدات تحضير الرغوة ذات الخلية المفتوحة

رغوة البولي يوريثان ذات الخلية المفتوحة هي منتج رغوي وظيفي تم تطويره في الثمانينيات. إنها تمتلك مسامية عالية، بنية شبكية متميزة، ليونة، تهوية، وقوة ميكانيكية جيدة. إنه يجد تطبيقًا واسعًا كمواد ترشيح ممتازة وامتصاص الصدمات في وسائل النقل، والأجهزة، وأغشية ترشيح المواد الطبية، وكحاملات محفزة في الصناعة الكيميائية. إن ملئه في خزانات وقود الطائرات يمكن أن يمنع تقليب الزيت ويقلل من خطر الانفجارات. يؤدي تشريبه بملاط السيراميك والتلبيد بدرجة حرارة عالية إلى إنتاج مادة مرشح سيراميكية مفتوحة الخلية جديدة تستخدم في الصناعة المعدنية.

يتضمن تحضير رغوة البولي يوريثان ذات الخلية المفتوحة طرقًا مثل التحلل المائي بالبخار والنقع القلوي والانفجار. في الإنتاج الصناعي، يتم استخدام طريقة الانفجار في الغالب. في البداية، يتم تحضير رغوة البولي يوريثان ذات حجم مسام محدد باستخدام عملية الرغوة الصندوقية. وبعد ذلك، يتم وضعها في معدات شبكة الانفجار المخصصة، ويتم ملؤها بالغاز المتفجر، ويتم إشعالها بعد ملء الجسم الرغوي بالكامل. من خلال الاستفادة من طاقة الصدم والحرارة المرتفعة الناتجة عن معاملات الانفجار، تتمزق جدران خلايا رغوة البولي يوريثان وتندمج على جدران الخلايا، لتشكل بنية شبكية متميزة، كما هو موضح في الصورة 4.

الصورة 4: رغوة الخلية المفتوحة المتصلة بالشبكة بشكل واضح

تُستخدم طرق مثل التحلل المائي بالبخار أو النقع القلوي لتحضير رغوة الخلية المفتوحة. ومع ذلك، هناك قضايا انخفاض الكفاءة، وسوء الجودة، والتلوث البيئي مع هذه الأساليب. يتم استخدامها بشكل رئيسي في الإنتاج على نطاق صغير مثل اختبار العينات المعملية. يستخدم الإنتاج على نطاق واسع في المقام الأول طريقة الانفجار.

شركة ATL Schubs GmbH، وهي شركة ألمانية، متخصصة في البحث والتطوير للرغاوي الشبكية من مادة البولي يوريثان وتقوم بتصنيع آلات تفجير الرغوة ReticulatusTM. غرفة الانفجار لمعدات تفجير الرغوة الشبكية تأتي في شكلين: أسطواني ومستطيل. الأول مناسب للرغوة الأسطوانية، بينما الأخير أكثر تنوعًا. يمكن استخدامه ليس فقط للرغوة المربعة ولكن أيضًا لمعالجة الرغوة الشبكية من الرغوة الأسطوانية، كما هو موضح في الصورة 5. غرفة الانفجار مصنوعة من صفائح فولاذية عالية الجودة بسمك 100 ملم. يتم التحكم في التشغيل عن طريق مودم الكمبيوتر، مما يوفر ميزات مثل الفتح والإغلاق التلقائي، والقفل التلقائي، والتشغيل التلقائي، والتنبيهات التلقائية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تسهيل تصميم البرنامج وتعديله عن بعد من خلال أجهزة استشعار نقل البيانات.

الصورة 5: معدات معالجة شبكية رغوة البولي يوريثان (ATL Schubs)

أثناء الإنتاج، يتم دفع الأجسام الرغوية التي يتراوح طولها من 3 إلى 6 أمتار والمخصصة للشبكات إلى غرفة الانفجار. يتم إغلاق باب الغرفة هيدروليكيًا، ويتم إخلاء الهواء داخل الغرفة باستخدام مضخة التفريغ. تحت التحكم بالكمبيوتر، يتم إدخال نسبة دقيقة من غازي الأكسجين والهيدروجين، ويتم ضبط نسبة خليط الغاز ميكانيكيًا بناءً على عوامل مثل نوع عينة الرغوة ومتطلبات حجم الشبكة 

تقوم أجهزة الاستشعار بمراقبة العملية بشكل مستمر، مما يضمن أن تكون جميع معلمات العملية ضمن الظروف المحددة قبل بدء التفجير المتحكم فيه. القوة المتفجرة وشدة اللهب الناتجة عن الانفجار تخترق الجسم الرغوي بأكمله، مما يخلق بنية شبكية متميزة. بعد التشكيل، يتم تبريد جسم الرغوة، ويتم تطهير المواد المتبقية وغازات النفايات باستخدام النيتروجين، ويمكن بعد ذلك فتح غرفة الضغط لاسترداد الرغوة الشبكية. تستغرق العملية برمتها حوالي 8 إلى 10 دقائق. يقع قطر مسام الرغوة الشبكية ضمن نطاق 10 إلى 100 مسام في البوصة (ppi) (ملاحظة: تشير ppi إلى عدد المسام في بوصة واحدة).

ما ورد أعلاه يوفر نظرة ثاقبة لعملية الإنتاج غير المستمر لرغوة البولي يوريثان المرنة. آمل أن تكون هذه المعلومات مفيدة لك.

تتكون رغوة البولي يوريثان (رغوة البولي يوريثان) بشكل أساسي من مادة البولي يوريثان كمكون رئيسي لها. تشتمل المواد الخام في المقام الأول على البولي إيزوسيانات والبوليولات، مع إضافة العديد من الإضافات، وأهمها سلسلة من عوامل الرغوة المتعلقة بعملية الرغوة. تؤدي هذه المواد المضافة إلى إنتاج كمية كبيرة من الرغوة داخل منتج التفاعل، مما ينتج عنه منتجات رغوة البولي يوريثان. تقدم هذه المقالة لمحة موجزة عن المواد الخام المستخدمة في إنتاج رغوة البولي يوريثان وعوامل الرغوة.

1. بولي إيزوسيانات

تشمل البولي إيزوسيانات الأكثر استخدامًا في الإنتاج الصناعي لرغاوي البولي يوريثان التولوين ثنائي إيزوسيانات (TDI)، والبولي ميثيلين بولي فينيل إيزوسيانات (PAPI)، وثنائي فينيل ميثان ثنائي إيزوسيانات (MDI)، والسائل MDI (L-MDI).

TDI

يستخدم TDI بشكل رئيسي في إنتاج رغاوي البولي يوريثان المرنة. تتميز MDI بتفاعلية أعلى من TDI، وتقلب أقل، ويمكن استخدام بعض الأشكال المعدلة من MDI كبدائل لـ TDI في إنتاج رغاوي البولي يوريثان المرنة، بما في ذلك رغاوي البولي يوريثان عالية الكثافة وتصنيع إلاستومرات البولي يوريثان شبه الصلبة أو الدقيقة.

PAPI، المعروف أيضًا باسم MDI الخام أو MDI المبلمر، عادةً ما يكون متوسط ​​وزنه الجزيئي يتراوح من 30 إلى 400، مع محتوى NCO من 31% إلى 32%. في مجال البلاستيك الرغوي، يتم استخدام PAPI وPAPI المعدل في المقام الأول لإنتاج العديد من رغاوي البولي يوريثان الصلبة، مع استخدام بعضها أيضًا في إنتاج الرغاوي المرنة عالية الارتداد، ورغاوي الجلد المتكاملة، والرغاوي شبه الصلبة. يمكن خلط PAPI مع TDI لتصنيع المواد البلاستيكية الرغوية عالية الارتداد والمعالجة على البارد.

2. البولي إيثر والبوليستر بوليول

2.1 بولي إيثر بوليولات

تكون بوليولات البولي إيثر المستخدمة لإنتاج رغاوي البولي يوريثان المرنة عبارة عن بولي إيثرات طويلة السلسلة ومنخفضة الأداء بشكل عام. في تركيب الرغاوي المرنة، تتراوح وظيفة البولي إيثر بوليول عادةً بين 2 و3، بمتوسط ​​وزن جزيئي يتراوح من 2000 إلى 6500. يتم استخدام ثلاثيات البولي إيثر بشكل شائع في الرغاوي المرنة، والتي تبدأ عادةً بالجلسرين (البروبان-1،2،3-تريول) ويتم الحصول عليها من خلال بلمرة فتح الحلقة باستخدام بروبان إيبوكسي 1،2 أو بلمرة مشتركة مع كمية صغيرة من أكسيد الإيثيلين، مع يتراوح الوزن الجزيئي عمومًا بين 3000 إلى 7000.

بولي إيثر بوليول

تُستخدم بوليولات البولي إيثر عالية النشاط بشكل أساسي في الرغاوي المرنة عالية الارتداد ويمكن استخدامها في إنتاج الرغاوي شبه الصلبة ومنتجات الرغاوي الأخرى. يمكن استخدام بعض ثنائيات بولي إيثر كمواد مساعدة، مخلوطة مع ثلاثيات بولي إيثر في تركيبات رغوية مرنة. يتم استخدام البولي إيثر بوليول منخفض عدم التشبع والوزن الجزيئي العالي لإنتاج الرغاوي الناعمة، مما يقلل من كمية TDI المطلوبة.

تكون بوليولات بولي إيثر المستخدمة في تركيبات الرغوة الصلبة عمومًا عبارة عن بوليولات بولي إيثر عالية الأداء وذات قيمة هيدروكسيلية عالية لتحقيق ترابط وصلابة كافية. تتراوح قيمة الهيدروكسيل لبوليولات البولي إيثر لتركيبات الرغوة الصلبة عادة من 350 إلى 650 مجم KOH/جم، مع متوسط ​​وظيفة 3 أو أعلى. غالبًا ما تستخدم تركيبات الرغوة الصلبة مزيجًا من نوعين من بوليولات البولي إيثر، بمتوسط ​​قيمة هيدروكسيل تبلغ حوالي 4000 ملجم KOH/جرام.

تستخدم تركيبات الرغوة شبه الصلبة في كثير من الأحيان بعض البولي إيثرات ذات الوزن الجزيئي العالي، وخاصة بولي إيثر ثلاثي ثلاثي عالي النشاط، وبعض بوليولات بولي إيثر منخفضة الوزن الجزيئي عالية الأداء من تركيبات الرغوة الصلبة.

 2.2 بوليولات البوليستر

يمكن استخدام بوليولات بوليستر أليفاتية منخفضة اللزوجة، مثل ثنائيات أديبات هيكسانيديول بقيمة هيدروكسيل تبلغ حوالي 56 مجم KOH/جم، أو بوليولات بوليستر متفرعة قليلاً، لإنتاج رغاوي بولي يوريثان مرنة قائمة على البوليستر. تتميز بوليولات البوليستر بتفاعلية عالية. حاليا، يتم استخدام رغوة البولي يوريثان المصنوعة من البوليستر فقط في عدد قليل من المجالات مثل المواد المساعدة للملابس.

بوليولات البوليستر

يتم استخدام بوليولات البوليستر العطرية، التي يتم تصنيعها من أحماض ثنائي الكربوكسيل (مثل أنهيدريد الفثاليك، وحمض تيريفثاليك، وما إلى ذلك) وثنائيات الجزيئات الصغيرة (مثل جلايكول الإثيلين، وما إلى ذلك) أو البوليولات، لإنتاج رغاوي البولي يوريثان الصلبة ورغاوي البولي إيزوسيانورات الصلبة. يمكن أيضًا استخدام بوليولات بوليستر ذات قيمة هيدروكسيلية منخفضة مشتقة من أنهيدريد الفثاليك في الرغاوي المرنة عالية الارتداد، ورغاوي الجلد المتكاملة، والرغاوي شبه الصلبة، ومواد البولي يوريثان غير الرغوية.

 2.3 بوليولات البوليمر

تعمل بوليولات البوليمر، بما في ذلك الستايرين الصلب، والبوليمرات المتجانسة الأكريلونيتريل، والبوليمرات المشتركة، والبوليمرات المطعمة، بمثابة "حشوات" عضوية لتعزيز أداء الحاملة. تُستخدم بوليولات البوليمر في إنتاج رغاوي الكتل المرنة عالية الصلابة، والرغاوي عالية الارتداد، والرغاوي المرنة لدنة بالحرارة، والرغاوي شبه الصلبة، ورغاوي التسلخ الذاتي، ومنتجات حقن التفاعل (RIM). يمكنها تقليل سمك المنتج، وخفض كثافة الرغوة لتقليل التكاليف، وزيادة فتح الخلايا البلاستيكية الرغوية، ونقل خصائص مثبطات اللهب إلى المنتجات.

بوليمر بوليولات

تعد بوليولات البوليوريا (تشتتات PHD) فئة خاصة من البوليولات المعدلة بالبوليمر المستخدمة في الرغاوي المرنة عالية الارتداد، والرغاوي شبه الصلبة، والرغاوي الناعمة، ولكن وجودها في السوق محدود.

هناك أيضًا بعض البوليولات الخاصة المستخدمة لإنتاج رغاوي البولي يوريثان، مثل البوليولات القائمة على الزيوت النباتية، وبوليولات البوليستر القائمة على الصنوبري، والبوليسترات البوليمرية. لم يتم وصف هذه بالتفصيل في هذه المقالة.

1. ردود الفعل الأساسية

يتضمن تكوين رغوة البولي يوريثان تفاعلين أساسيين: تفاعل الرغوة وتفاعل البلمرة (يُسمى أيضًا تفاعل الهلام).

تفاعل الرغوة: يتفاعل الإيزوسيانات مع الماء لينتج تفاعل اليوريا المستبدلة وثاني أكسيد الكربون. معادلة التفاعل هي كما يلي:

2R-N=C=O + HOH → R-NH-CO-NH-R + CO2 &وار;

يعمل ثاني أكسيد الكربون المنطلق بمثابة قلب الفقاعة، مما يتسبب في تمدد خليط التفاعل، مما يؤدي إلى تكوين رغوة ذات بنية خلية مفتوحة.

تفاعل البلمرة: تخضع مجموعة الهيدروكسيل في البولي إيثر لتفاعل بلمرة تدريجي مع الأيزوسيانات لتكوين أمينوفورمات. معادلة التفاعل هي كما يلي:

R=N=C=O + R &رئيسي; -OH → R-NH-COO — R &رئيسي;

2. البوليولات

يستخدم إنتاج كتل الرغوة المحلية 3 وظائف، وزن جزيئي 3000 (قيمة الهيدروكسيل 56) أو 3500 (قيمة الهيدروكسيل 48، الأقل استخدامًا) من بولي إيثرات الرغوة الناعمة.

3. بولي ايزوسيانات

والبولي إيزوسيانات الرئيسي المستخدم هو ثنائي إيزوسيانات التولوين (TDI). هناك ثلاثة أنواع رئيسية من المنتجات الصناعية TDI: 2,4-TDI النقي (أو TDI100)، TDI80/20، وTDI65/35. يتميز TDI80/20 بأقل تكلفة إنتاج وهو النوع الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية.

الوزن الجزيئي لـ TDI هو 174، مع مجموعتي إيزوسيانات (-N=C=O) لها وزن جزيئي قدره 84. ولذلك، فإن محتوى الإيزوسيانات في TDI هو 48.28%.

كمية TDI المستخدمة لها تأثير كبير على خصائص الرغوة. وفي تركيبات الرغوة، يتم التعبير عن فائض TDI كمؤشر الأيزوسيانات، وهو نسبة الاستخدام الفعلي إلى الكمية المحسوبة نظريًا. عند إنتاج الرغوة الناعمة، يكون المؤشر بشكل عام 105-115 (100 يساوي الكمية المحسوبة نظريًا). ضمن هذا النطاق، مع زيادة مؤشر TDI، تزداد صلابة الرغوة، وتقل قوة التمزق، وتقل قوة الشد، وتقل الاستطالة عند الكسر. إذا كان مؤشر TDI مرتفعًا جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى خلايا كبيرة ومغلقة، وأوقات نضج طويلة، وحرق الرغوة؛ إذا كان مؤشر TDI منخفضًا جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى التشقق والارتداد الضعيف والقوة المنخفضة والتشوه الدائم للضغط الكبير.

4. وكلاء النفخ

تفاعل الماء مع TDI لإنتاج ثاني أكسيد الكربون هو عامل النفخ الرئيسي المستخدم في رغوة الرغوة الناعمة. ستؤدي زيادة كمية الماء في التركيبة إلى زيادة محتوى اليوريا، وزيادة صلابة الرغوة، وتقليل كثافة الرغوة، وتقليل قدرة الرغوة على التحمل. ومع ذلك، يتفاعل TDI مع الماء لإنتاج كمية كبيرة من الحرارة. إذا كان محتوى الماء مرتفعًا جدًا، فقد يتسبب ذلك في حرق الرغوة أو اشتعالها.

كلوريد الميثيلين هو عامل نفخ فيزيائي بدرجة غليان تبلغ 39.8 ° C. وهو غاز غير قابل للاشتعال ويمكن أن يتبخر أثناء الرغوة، مما يقلل من كثافة الرغوة وصلابتها. يجب أن تمنع كمية كلوريد الميثيلين المضافة الرغوة من الاحتراق مع التأكد من أن الكمية الزائدة لا تؤدي إلى إزالة الكثير من الحرارة، مما يؤثر على معالجة الرغوة. كمية كلوريد الميثيلين المستخدمة محدودة.

5. المحفزات

يتمثل الدور الرئيسي للمحفزات في ضبط سرعة تفاعلات الرغوة والهلام لتحقيق توازن جيد.

يعد ثلاثي إيثيلين ثنائي أمين (A33، محلول 33% من إيثر ثنائي الأيزوبروبيل أو ثنائي بروبيلين جليكول) من أهم محفزات الأمين الثلاثي في ​​إنتاج الرغوة الناعمة. وهو فعال بنسبة 60% في تعزيز التفاعل بين الإيزوسيانات والماء، أي تفاعل الرغوة، وفعال بنسبة 40% في تعزيز التفاعل بين الهيدروكسيل والإيزوسيانات، أي تفاعل الهلام.

يعتبر ثنائي بوتيل القصدير (A-1) محفز أمين ثلاثي للأغراض العامة للرغوة الناعمة. فعال بنسبة 80% في تعزيز التفاعل الرغوي وفعال بنسبة 20% في تعزيز تفاعل الجل. وغالبا ما يستخدم في تركيبة مع ثلاثي إيثيلينديامين.

الاستخدام غير السليم للمحفزات الأمينية يمكن أن يكون له تأثير كبير على المنتج. الكثير من الأمين يمكن أن يسبب:

(1) قصر زمن التفاعل، وزيادة سريعة في اللزوجة الأولية، والإفراط في التدخين أثناء الرغوة.

(2) تكسير الرغوة. سيؤدي وجود كمية قليلة جدًا من الأمين إلى بطء سرعة البدء، مما يؤثر على ارتفاع الرغوة.

يعتبر ثنائي بيوتيل القصدير محفز القصدير العضوي الأكثر استخدامًا، والذي من السهل جدًا تحلله وتأكسده في وجود الماء ومحفزات الأمين الثلاثي في ​​مخاليط البولي إيثر.

كلما انخفضت كثافة الرغوة، كلما كان النطاق القابل للتعديل للديبوتيلتين الموسع أضيق. تأثير جرعة القصدير على الرغوة هو كما يلي:

جرعة قليلة جدًا: تكسير الرغوة.

جرعة زائدة: زيادة سريعة في اللزوجة، وتشكل الرغوة خلايا مغلقة وتتقلص، وتشكل جلودًا في الأعلى والجوانب.

6. مثبتات الرغوة (وتسمى أيضًا زيوت السيليكون)

تعمل مثبتات الرغوة على تقليل التوتر السطحي لخليط نظام الرغوة، وبالتالي تثبيت الفقاعات، ومنع انهيار الرغوة، والتحكم في حجم وتجانس الفراغات.

يمكن أن تؤدي زيادة كمية زيت السيليكون من الحد الأدنى إلى المستوى المناسب إلى إنتاج مواد بلاستيكية رغوية مفتوحة جيدًا. عندما تكون الكمية مرتفعة جدًا، يزداد معدل الخلايا المغلقة للرغوة.

7. العوامل المؤثرة الأخرى

بالإضافة إلى التركيبة، فإن معلمات العملية والبيئة لها أيضًا تأثير معين على خصائص الرغوة.

درجة حرارة المواد الخام: تحت درجات الحرارة المحيطة العادية نسبيا (20-28 ° ج)، يتم التحكم في درجة حرارة المواد الخام في 25 ± 3° ج، ويفضل أن يكون ضمن نطاق ± 1° C. كما يمكن التحكم بها ضمن نطاق 28-30 ° C.

يختلف تأثير زيادة أو نقصان درجة الحرارة على سرعة تفاعلات الرغوة والهلام. تؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى زيادة أكبر بكثير في تفاعل البلمرة مقارنة بتفاعل الرغوة. يجب تعديل المحفزات لتغيرات درجات الحرارة.

بالنسبة لنفس التركيبة، وباستخدام نفس الكمية من عامل النفخ، ترتبط كثافة الرغوة أيضًا بالارتفاع. وفي المناطق المرتفعة، تنخفض كثافة الرغوة بشكل ملحوظ.

تحدد كمية مثبت الرغوة حجم خلايا هيكل الرغوة. المزيد من المثبت يؤدي إلى خلايا أدق، ولكن الكثير منه يمكن أن يسبب الانكماش. إن إيجاد التوازن الصحيح أمر بالغ الأهمية؛ القليل جدًا من المثبت ولن تدعم الخلايا بعضها البعض، مما يؤدي إلى انهيارها أثناء التكوين. كلاهما محفزات في العمل.

يشير البولي يوريثان (الرغوة الناعمة) إلى نوع من بلاستيك رغوة البولي يوريثان المرن الذي يتمتع بمرونة معينة، ويحتوي في الغالب على هياكل ذات خلايا مفتوحة.

يشير البولي يوريثين (الرغوة الصلبة) إلى المواد البلاستيكية الرغوية التي لا تتعرض لتشوه كبير تحت أحمال معينة ولا يمكنها العودة إلى حالتها الأولية بعد الأحمال الزائدة. في الغالب خلية مغلقة.

زيت السيليكون الرغوي الصلب

زيت السيليكون ذو الرغوة الصلبة هو نوع من مثبتات الرغوة النشطة للغاية وغير القابلة للتحلل مع رابطة كربون السيليكون، التي تنتمي إلى فئة زيت السيليكون واسعة النطاق. يتمتع بأداء شامل ممتاز ومناسب لأنظمة رغوة الماء HCFC-141b، المستخدمة في تطبيقات مثل الألواح والطاقة الشمسية وخطوط الأنابيب وما إلى ذلك.

ميزات المنتج:

1. أداء الاستحلاب الجيد: أداء الاستحلاب الممتاز يسمح بالتشتت الجيد وخلط المواد المركبة أثناء التفاعل مع الإيزوسيانات، مما يؤدي إلى قابلية جيدة للتدفق. يحتوي المنتج المنتج على خلايا موحدة ومعدل خلايا مغلقة مرتفع جدًا.

2. ثبات جيد: يتحكم الهيكل الجزيئي الخاص بشكل فعال في التوتر السطحي للخلايا، مما يعمل على تثبيت بنية الخلية وتزويد المنتج بخصائص ميكانيكية ممتازة.

زيت السيليكون الرغوي الناعم:

مادة خافضة للتوتر السطحي من السيلوكسان للأغراض العامة للبلاستيك الرغوي من البولي يوريثان المرن من نوع البولي إيثر، وهي عبارة عن بوليمر كوبوليمر ثنائي ميثيل سيلوكسان-بولي إيثيلين غير قابل للتحلل المائي، وهو عامل استقرار عالي النشاط. يتم استخدامه كمثبت للرغوة في إنتاج رغوة البولي يوريثان الناعمة (الإسفنج). يمكن أن يوفر بشرة رقيقة. في الرغوة ذات الكثافة المنخفضة جدًا، توفر ثباتًا قويًا مع خلايا دقيقة وموحدة. في الرغوة متوسطة العمق، مقارنة بزيوت السيليكون المماثلة، تتمتع بخصائص فتح الرغوة وتهوية أفضل.