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.

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%.

تصنيع مادة البولي يوريثان

منقي

تتضمن الرغوة عادة مرحلتين رئيسيتين. تتضمن المرحلة الأولى تحضير رغوة البولي يوريثان ذات الخلية المفتوحة أو الخلية المفتوحة جزئيًا وفقًا للمسامية المطلوبة. إذا كانت الرغوة ذات خلية مغلقة، فإنها تحتاج إلى إخضاعها لضغط الأسطوانة لتمزيق جدران الخلايا، وبالتالي إنشاء البنية المسامية اللازمة. المرحلة الثانية هي إزالة جميع أغشية الخلايا لتشكيل بنية شبكية.



لإنتاج البولي يوريثان

منقي
الرغوة، يتم تحديد حجم المسام وبنية شبكة الرغوة إلى حد كبير بواسطة المحفز وعامل الرغوة والخافض للتوتر السطحي.



في العمليات العملية، هناك طريقتان شائعتان لتشكيل الشبكة:



الأول هو طريقة التحلل المائي القلوي. تتضمن خطوات هذه الطريقة غمر رغوة البولي يوريثان الناعمة من نوع البوليستر التي تم الحصول عليها من المرحلة الأولى في محلول هيدروكسيد الصوديوم 10% عند درجة حرارة 50 درجة مئوية لمدة 10 دقائق تقريبًا. ثم تمر بعمليات مثل الغسيل بالماء، والتحييد بحمض الأسيتيك، وجولة أخرى من الغسيل بالماء، والتجفيف، مما ينتج عنه المنتج النهائي من مادة البولي يوريثين.

منقي

رغوة.



طريقة أخرى هي طريقة الاحتراق، والمعروفة أيضًا بطريقة الانفجار. تتطلب هذه الطريقة وضع رغوة البولي يوريثان الناعمة من نوع البولي إيثر أو البوليستر التي تم الحصول عليها من المرحلة الأولى في حاوية مغلقة. يتم بعد ذلك تفريغ الحاوية إلى 13.3 باسكال، يليها إدخال الأكسجين والغاز الطبيعي (بنسبة حجمية 2:1)، ليصل الضغط الداخلي للحاوية إلى مستوى معين (والذي يزداد مع المسامية). بعد ذلك، يتم إشعال الغاز الموجود داخل الحاوية باستخدام شمعة الإشعال. سوف تعمل الحرارة الناتجة عن عملية الاحتراق على حرق أو إذابة أغشية الخلايا دون الإضرار بدعامات الخلية. وأخيرًا، يتم تنقية المنتج الناتج بعد الاحتراق بالهواء، ثم يتم تطهيره

منقي
تتم إزالة الرغوة من الحاوية.



تعتبر هاتان الطريقتان من الطرق الفعالة لتحضير مادة البولي يوريثين

منقي

الرغوة، ويعتمد الاختيار المحدد بينهما على مادة الرغوة والخصائص الهيكلية المطلوبة.

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.

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.