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.

إن درجة الحرارة الداخلية للرغوة لا غنى عنها مثل الحيوية بالنسبة للإنسان. إذا كانت درجة حرارة الإسفنجة بعد المعالجة منخفضة جدًا، فلن تكون خصائصها الفيزيائية مثالية، وستكون هناك تقلبات كبيرة في هذه الخصائص.



بمجرد أن يتم تطوير الرغوة بشكل جيد، ترتفع درجة حرارتها الداخلية بسرعة إلى أكثر من 120 درجة مئوية بسبب التفاعل الطارد للحرارة الذي يحدث في ظل ظروف تبديد الحرارة السيئة، مما يصبح أحد مخاطر الحريق.



تعتبر درجة الحرارة الداخلية للرغوة أمرًا حاسمًا لتشكيل خصائصها الفائقة. تُظهِر الرغوة الناضجة عند درجات حرارة خارجية محددة خواص فيزيائية فائقة بشكل استثنائي مثل قوة الشد. يقوم البعض بحساب درجة حرارة الرغوة من خلال الصيغ، بينما يستخدم البعض الآخر برنامجًا لإدخال الصيغ وحساب درجة الحرارة الداخلية للرغوة تلقائيًا. إذًا، ما هي العوامل التي تؤثر على درجة الحرارة الداخلية للرغوة؟ هل من المهم معرفة هذه العوامل؟ يشبه الأمر مدى دقة كاميرات الهواتف الحديثة، لكن هل هذا يجعل التصوير الفوتوغرافي الاحترافي عديم الفائدة؟ هل التعديلات مثل فتحة العدسة والبعد البؤري ووقت التعرض لا معنى لها؟ للتحكم بشكل أفضل في الأشياء، يجب على المرء أن يفهم المزيد من المتغيرات الرئيسية لذلك الشيء. لنبدأ بالمبادئ الأساسية لفهم التغيرات في درجة حرارة الرغوة الداخلية.



أولاً، دعونا نفهم بعض القواعد الأساسية.



تتناسب درجة حرارة الفضاء بشكل مباشر مع كمية الطاقة الحرارية المحقونة في ذلك الفضاء وتتناسب عكسيا مع حجمه.


على سبيل المثال، إذا تم توزيع 10 كيلوجول من الحرارة في مساحة 8 لترات، فإن درجة حرارة ذلك الفضاء تبلغ 20 درجة مئوية. إذا تم توزيع نفس 10 كيلو جول من الحرارة في مساحة 4 لتر، تصبح درجة الحرارة 40 درجة مئوية.


تتناسب كمية الحرارة المدخلة بشكل مباشر مع قيمة مدخلات الحرارة وسرعة إدخال الحرارة.


على سبيل المثال، إذا تم إطلاق 100 كيلوجول من الحرارة بسرعة "v"، فإن مدخلات الحرارة هي "A". إذا تم إطلاق نفس 100 كيلوجول من الحرارة بسرعة 2 فولت، يصبح دخل الحرارة 2A.


حجم الفضاء يتناسب طرديا مع درجة الحرارة المطلقة.


على سبيل المثال، مساحة 1 لتر عند 0 درجة مئوية تصبح 1.366 لتر عند 100 درجة مئوية لأن (273.15 + 100)/(273.15 + 0) = 1.366.


حجم الفضاء يتناسب عكسيا مع الضغط الجوي.


يجب أن يؤخذ في الاعتبار التأخر في تبخير الميثان.


بعد ذلك، دعونا نتفحص مدى تأثير الضبط الدقيق للصيغة على درجة حرارة الرغوة الداخلية.



نظرًا لأن هذا يعد ضبطًا دقيقًا، فإننا نقدر أن البيئة المحيطة تظل دون تغيير قبل وبعد التعديلات. دعونا ننظر في آثار ضبط الماء والميثان على درجة حرارة الرغوة الداخلية.


على سبيل المثال، إذا كانت الصيغة تزيد من غاز الميثان بنسبة 5%، فيمكننا التأكد من أن درجة حرارة الرغوة الداخلية تنخفض لأن تبخير الميثان يمتص الحرارة، مما يقلل من مدخلات الحرارة إلى الرغوة، ويزيد من المساحة لاستيعاب الحرارة. وبالمثل، إذا تمت زيادة محتوى الماء بنسبة 5%، فإن الماء المضاف يطلق حرارة عند الحقن في الرغوة، مما يزيد من مدخلات الحرارة، ويولد تفاعل الماء المضاف غازًا، مما يزيد من المساحة المخصصة للحرارة. فهل درجة حرارة الرغوة الداخلية تزيد أم تنخفض في هذه الحالة؟ تشير التجربة إلى أن درجة حرارة الرغوة الداخلية ترتفع. يشير هذا إلى أن زيادة مدخلات الحرارة بسبب هذا التغيير تساهم بشكل أكبر في زيادة درجة حرارة الرغوة الداخلية مقارنة بالغاز الناتج عن الماء المخفف لدرجة الحرارة.



التغييرات التي تنطوي على مؤشر الرغوة، وإطلاق الحرارة، وتبديد الحرارة كلها متزايدة يمكن أن تجعل من الصعب تخمين ما إذا كانت درجة حرارة الرغوة الداخلية سترتفع أو تنخفض. قد يحتاج المرء إلى إدخال مسبار بعد الرغوة لمقارنة درجات الحرارة الداخلية أو إجراء حساب للوصول إلى نتيجة.



لإجراء الحسابات، هناك حاجة إلى عدة صيغ (تعبيرات جبرية) مستمدة من القواعد الأساسية السابقة، إلى جانب بعض البيانات: الحرارة المنطلقة عندما يتفاعل الماء مع TDI لتكوين ثاني أكسيد الكربون بالكيلوجول لكل مول، والحرارة الممتصة أثناء تبخر الميثان بالكيلوجول لكل مول. . لتقدير إجمالي درجة الحرارة الداخلية للرغوة، يجب معرفة الحرارة المنطلقة عند تكوين فورمات الميثيل الأميني، وفورمات ميثيل اليوريا، واليوريا، والبيوريت (بوليوريا)، بالكيلوجول لكل مول، ومعدل التفاعل (زمن التفاعل).



وهذا يفسر أيضًا سبب اختلاف الكثافة المحسوبة من مؤشر الرغوة بشكل كبير عن القيم النظرية والفعلية للرغاوي بدون حشوات عند كثافة 50. كلما انخفضت الكثافة، كلما اقتربت القيم النظرية والفعلية لكثافة الرغوة.

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.

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.

عادة ما تخضع رغوة البولي يوريثان المرنة، والمعروفة أيضًا باسم الإسفنج، لعملية التحول من السائل إلى الصلب خلال دقيقتين. بالمقارنة مع مجالات أخرى من البولي يوريثين، فإن وقت التفاعل القصير والمكثف للرغوة المرنة يزيد من صعوبة تحقيق بنية الخلية الدقيقة والمنظم، وكذلك الترتيب الجزيئي.



البحث والتطوير (ر&د) تنطوي على إدخال مواد جديدة لإعطاء المنتجات خصائص جديدة. يمكن تصنيف المواد الجديدة إلى نوعين بناءً على خصائص تفاعلها: النوع الأول يتكون من مواد خام تتوافق مع التفاعلات الكيميائية للبولي يوريثان، مثل البولي إيثر، والأيزوسيانات، وزيت السيليكون، والمواد الحفازة ذات الخصائص والأنشطة المختلفة. هذه المواد لا تعطل بشكل أساسي عملية التفاعل الكيميائي. أما النوع الآخر فيشمل المواد الخام (الحشوات) التي لا تتوافق مع التفاعلات الكيميائية للبولي يوريثان، مثل إضافة مواد غير رغوية مثل مساحيق المعادن الخاصة، والمساحيق غير العضوية أو العضوية المصممة خصيصًا ذات الخصائص الفريدة، والمساحيق غير العضوية متناهية الصغر (بدرجة نعومة أكثر من 5000 شبكة)، عوامل خاصة مضادة للجراثيم، إلخ. أحيانًا تعطل هذه المواد عملية التفاعل تمامًا، مما يؤدي إلى أنماط تفاعل جديدة. تتسبب بعض مواد الحشو في انهيار التركيبة الأصلية تمامًا، بينما يتسبب البعض الآخر في حدوث تغيير كبير في كثافة المنتج النهائي بنسبة 30% إلى 50%. تعمل بعض مواد الحشو على تغيير وقت صعود التفاعل في الصيغة بشكل جذري، كما تسبب بعض مواد الحشو أضرارًا جسيمة لبنية الرغوة بعد إضافتها.



R&يحتفظ D عادةً بمواد خام معينة في متناول اليد للتعامل مع المشكلات الشائعة التي تتم مواجهتها أثناء العملية. تتطلب هذه المواد الخام عادةً مجموعة واسعة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية. على سبيل المثال، الأمينات مثل A33، وA-1، وA-210، وA-230، وA-260، و33-LV، وCS-90، و9717، و9727 تُستخدم بشكل شائع في الإنتاج ولكن قد لا يتم الاحتفاظ بها جميعها في متناول اليد لفترة زمنية معينة. ر&د الأغراض لأن تفاعلها ليس له فرق جوهري. في نطاق واسع ر&د- يمكن تصنيف الأمينات المذكورة أعلاه كمواد من نفس الفئة. على سبيل المثال، إذا تسببت إضافة مادة معينة في انهيار كبير عند استخدام A33 للرغوة، فقد تعتبر الأنواع الثمانية المتبقية من الأمينات غير فعالة.



إحدى المشكلات الشائعة التي تمت مواجهتها في R&D هو انهيار الرغوة، وهي النتيجة الأقل كفاءة. يُقال في كثير من الأحيان أنه لا يمكن إجراء التحليل والضبط بشكل فعال إلا بعد أن يصبح هيكل الرغوة مستقرًا. لا يمكن حل العديد من حالات انهيار الرغوة عن طريق تعديل الصيغة وحدها؛ إما أن تتغير خصائص الرغوة بشكل جذري، مما يجعلها غير عملية، أو أن الرغوة تظل غير مستقرة. ولمعالجة هذه المشكلة، تم تقديم عوامل التشابك. عوامل التشابك، شائعة الاستخدام كإضافات في R&D، تأتي عمومًا في نوعين: العوامل ذات البنية الخطية، حيث يمثل 1,4-بوتانيديول المادة الخام ويحدث تكوين اليوريا من خلال نمو السلسلة الخطية، والعوامل ذات البنية السائبة، مثل ثنائي إيثانول أمين والجلسرين، وهي أقرب إلى أنماط نمو سلسلة البولي إيثر. .



على سبيل المثال، في واحد ر&في حالة D، فإن تعديل الصيغة لا يمكن أن يمنع انهيار الرغوة. كشفت التجربة أن النشاط الأميني القوي يسبب خللاً في التوازن. تم تخفيض محتوى الأمين من 0.2 جزء في مائة بولي إيثر إلى 0.05 جزء، وبدا المحتوى العالي من السيانات في الصيغة غريبًا. كما تباطأ معدل التفاعل الإجمالي بشكل ملحوظ مع انخفاض محتوى الأمينات، لكن الانهيار استمر. وفي وقت لاحق، أدى التحول إلى أمين أضعف إلى حل المشكلة. ومن ثم، في بعض الأحيان لا يمكن تعويض نشاط الأمين بتركيزه وحده. وتجدر الإشارة إلى أن إضافة بعض المواد قد يؤدي إلى اختلافات كبيرة في الأداء بين إنتاج الرغوة على نطاق صغير وواسع النطاق. وفي مثل هذه الحالات، يجب أن يكون أداء آخر رغوة كبيرة الحجم تم إنتاجها هو النقطة المرجعية الرئيسية للتعديل.



ضوء الشمس والهواء والماء
—
الأشياء الأكثر عادية والتي غالبا ما يتم تجاهلها
—
هي أغلى. إن إتقان إنتاج الرغوة، الذي يبدو بسيطًا ويفتقر إلى المحتوى للوهلة الأولى، يمثل في الواقع تحديًا كبيرًا. كزميل في R&كثيرًا ما يقول "د": "لدي القليل جدًا من المعرفة (يشعر المرء بالندم على امتلاك القليل جدًا من المعرفة عندما تكون هناك حاجة إليها)" و"إلى متى سنستمر في القيام بذلك؟ (هناك ضغوط)". ر&يتضمن إنتاج الرغوة D وتعلمها استخدام نقاط معروفة لفهم المناطق غير المعروفة، في حين يتضمن إنتاج وتعليم إنتاج الرغوة استخدام مناطق معروفة لتشغيل نقاط غير معروفة. وعلى الرغم من أن هذين الجانبين يبدوان متشابهين، إلا أن سد الفجوة بينهما أمر صعب للغاية.