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.

يعد البلاستيك الرغوي الناعم من البولي يوريثان أحد المنتجات المهمة في صناعة البولي يوريثان. وينطوي إنتاجه بالضرورة على استخدام محفزات الأمينات العضوية، وخاصة محفزات الأمينات الثلاثية العضوية. وذلك لأن المحفزات الأمينية الثلاثية العضوية تلعب دورًا مهمًا في التفاعلات الرئيسية لتكوين رغوة البولي يوريثان: تفاعلات ثاني أكسيد الكربون والبلمرة الجزيئية، مما يعزز التوسع السريع لمخاليط التفاعل، وزيادة اللزوجة، والزيادة الحادة في الوزن الجزيئي للبوليمر. تعتبر هذه الظروف ضرورية لتشكيل الأجسام الرغوية، مما يضمن أن تتمتع المواد البلاستيكية الرغوية الناعمة بمزايا مثل الكثافة المنخفضة، وارتفاع نسبة القوة إلى الوزن، والمرونة العالية، والراحة عند الجلوس والاستلقاء. هناك العديد من أنواع المحفزات الأمينية العضوية التي يمكن استخدامها في صناعة البلاستيك الرغوي الناعم من مادة البولي يوريثان. من بينها، المحفزات عالية الكفاءة المعترف بها من قبل العديد من الشركات المصنعة هي: ثلاثي إيثيلين ديامين (TDEA) وإيثر ثنائي (ثنائي ميثيل أمينو إيثيل) (يشار إليه باسم A1). وهي أيضًا المحفزات الأمينية العضوية الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في العالم اليوم، مع أعلى استهلاك بين المحفزات المختلفة.



بسبب الاختلافات الهيكلية الجزيئية بين محفزات TDEA وA1، هناك اختلافات كبيرة في أدائها التحفيزي، خاصة في تفاعلاتها مع غاز ثاني أكسيد الكربون والبلمرة الجزيئية. إذا لم ينتبه المستخدم لهذه الاختلافات في الإنتاج، فلن يفشل في إنتاج منتجات رغوية مؤهلة فحسب، بل سيكون من الصعب أيضًا تشكيل أجسام الرغوة. لذلك، فإن فهم وإتقان اختلافات الأداء بين هذين المحفزين في إنتاج رغوة البولي يوريثان له أهمية كبيرة. يوجد TDEA في حالة صلبة في الظروف العادية، مما يجعل تطبيقه أقل ملاءمة. في الإنتاج الفعلي، تُستخدم مركبات الكحول ذات الوزن الجزيئي المنخفض بشكل شائع كمذيبات، ويتم صياغتها في محاليل بنسبة 33٪ لسهولة الاستخدام، ويشار إليها عادةً باسم A33. من ناحية أخرى، A1 هو سائل منخفض اللزوجة يمكن تطبيقه مباشرة. فيما يلي مقارنة بين فروق الأداء التحفيزي بين A1 وA33 في إنتاج البلاستيك الرغوي الناعم من مادة البولي يوريثان.



يحتوي A33 على وظيفة تحفيزية بنسبة 60% للتفاعل مع غاز ثاني أكسيد الكربون ووظيفة تحفيزية بنسبة 40% للبلمرة الجزيئية. لديها معدل استخدام فعال منخفض لغاز ثاني أكسيد الكربون، مما يؤدي إلى انخفاض ارتفاع الرغوة وزيادة كثافة الرغوة. نظرًا لأن معظم الوظيفة التحفيزية تستخدم في تفاعلات البلمرة الجزيئية، فمن السهل إنتاج أجسام رغوية ذات خلايا مغلقة، والتي تكون صلبة مع ارتداد منخفض، ويصبح النطاق القابل للتعديل لمحفزات القصدير أضيق. لتحقيق نفس الوظيفة التحفيزية، فإن الكمية المستخدمة تزيد بنسبة 33% عن A1. يكون كل من الجلد السفلي والجلد الخارجي لجسم الرغوة أكثر سمكًا. يمكن أن تؤدي زيادة الكمية إلى زيادة سرعة التفاعل، ولكن يجب تقليل كمية محفز القصدير وفقًا لذلك، وإلا سيتم إنتاج أجسام رغوية ذات خلايا مغلقة.



يحتوي A1 على وظيفة تحفيزية بنسبة 80% للتفاعل مع غاز ثاني أكسيد الكربون ووظيفة تحفيزية بنسبة 20% للبلمرة الجزيئية. لديها معدل استخدام فعال عالي لغاز ثاني أكسيد الكربون، مما يؤدي إلى ارتفاع الرغوة وكثافة الرغوة المنخفضة. نظرًا لأن معظم الوظائف التحفيزية تستخدم في تفاعلات توليد الغاز، فمن السهل إنتاج أجسام رغوية ذات خلايا مفتوحة، والتي تكون ناعمة ذات ارتداد عالي، ويصبح النطاق القابل للتعديل لمحفزات القصدير أوسع. لتحقيق نفس الوظيفة التحفيزية، تكون الكمية المستخدمة أقل من A33. كل من الجلد السفلي والجلد الخارجي لجسم الرغوة أرق. يمكن أن تؤدي زيادة الكمية إلى زيادة سرعة التفاعل، ولكن يجب زيادة كمية محفز القصدير وفقًا لذلك، وإلا فقد يحدث فرط الرغوة والتشقق.



فيما يتعلق بالأداء الإجمالي بين TDEA وA1، يتمتع A1 بأداء حفاز شامل أعلى من ثنائي أمين ثلاثي إيثيلين. كما أن تأثيرات تطبيقه الفعلي أفضل أيضًا، على الرغم من أنها ليست مريحة مثل ثلاثي إيثيلين ديامين من حيث النقل والتخزين. في الوقت الحالي، تستخدم الغالبية العظمى من مرافق إنتاج الرغوة الميكانيكية المستمرة A1 بشكل حصري تقريبًا، في حين تستخدم جميع مرافق إنتاج الرغوة من النوع الصندوقي TDEA. ومع ذلك، هذا ليس مطلقا. ومع الفهم الواضح للاختلافات بين الاثنين وتعديلات الصياغة المناسبة، يمكن أن يكونا قابلين للتبديل ويمكن أن ينتج كلاهما منتجات رغوية ممتازة.

I. مزايا تقنية رغوة البولي يوريثين في الموقع:



طريقة الرغوة في الموقع، رش (أو صب) طبقة عازلة من رغوة البولي يوريثان، يكون السطح ككل بدون طبقات، مما يقلل من فقدان الحرارة، مع كفاءة بناء عالية، وسهولة تلبية متطلبات الجودة، وتقليل إجراءات البناء، والقضاء على الحاجة للطلاءات المضادة للتآكل على أسطح الأنابيب.



II. مبدأ عملية بناء مادة البولي يوريثين الرغوية في الموقع:



مبدأ الرغوة البلاستيكية والرش والصب من رغوة البولي يوريثان هو أن بولي إيثر إيزوسيانات يمكن أن يخضع لتفاعل تكثيف متعدد لتشكيل أمين ميثاكريلات، والذي يمكن أن يولد إيثيل بولي أمينوميثيل المطلوب، والمعروف باسم بلاستيك رغوة البولي يوريثان. تتم إضافة المحفزات، وعوامل التشابك، وعوامل الرغوة، ومثبتات الرغوة، وما إلى ذلك، في وقت واحد أثناء التفاعل لتعزيز التفاعل الكيميائي وتحسينه.



يتم تقسيم هذه المواد الخام إلى مجموعتين، ويتم خلطها بالكامل، ثم يتم ضخها في مسدس رش خاص عن طريق مضخات القياس بالتناسب. يتم خلطها بالكامل ورشها على سطح خطوط الأنابيب أو المعدات في مسدس الرش أو خلاط الصب، وتتفاعل، وتشكل رغوة، وتشكل البلاستيك الرغوي في غضون 5-10 ثوانٍ، والتي بعد ذلك يتم علاجها وتصلبها.



III. طرق بناء مادة البولي يوريثان الرغوية في الموقع:



طريقة الرش: وفقا لهذه الصيغة، يتم تخزين مجموعتين من المحاليل في برميلين على التوالي. يتم ترشيح المواد إلى مضخة القياس، التي يتم تشغيلها بواسطة محرك هوائي، ويتم إدخالها إلى جسم البندقية من خلال أنبوب المواد. ينظم الهواء المضغوط المادة في غرفة الخلط، ويتم خلطها ثم رشها على خط الأنابيب أو المعدات لتكوين الرغوة والتشكيل.



طريقة الصب: يتم تخزين مجموعتي المحاليل المجهزة في براميل، ثم يتم ترشيحها إلى مضخة القياس، والتي يتم تشغيلها بواسطة محرك هوائي، ويتم إدخالها إلى خلاط الصب من خلال أنبوب المواد. يتم إدخال الهواء المضغوط إلى محرك الصب، مما يؤدي إلى تحريك عمود التحريك لخلط مجموعتي المواد، والتي يتم بعد ذلك حقنها في القالب من أجل الرغوة والتشكيل.



الاحتياطات اللازمة لبناء رغوة البولي يوريثين في الموقع:



حرك المادة في درجة حرارة الغرفة لتختلط وتتفاعل، ثم اسكبها بسرعة في المساحة التي يجب تشكيلها. أثناء البناء، التحكم في وقت رغوة التفاعل بحيث تكون المادة المختلطة بعد التحريك في حالة سائلة عند سكبها في الفجوة. أثناء عملية الرغوة، سيتم توليد قوى تمدد كبيرة، لذلك يجب عمل التعزيز المناسب للطبقة البينية أو القالب.

تعتبر المواد الخافضة للتوتر السطحي المستخدمة لتثبيت الرغوة، والمعروفة أيضًا باسم مثبتات الرغوة، مادة مضافة مهمة في إنتاج بلاستيك رغوة البولي يوريثان. عند اختيار المواد الخافضة للتوتر السطحي، ما هي العوامل التي ينبغي النظر فيها؟



يمكن تقسيم المواد الخافضة للتوتر السطحي إلى نوعين: المواد الخافضة للتوتر السطحي الرغوية الناعمة والمواد الخافضة للتوتر السطحي الرغوية الصلبة. دعونا نفحص كل منهما:



المواد الخافضة للتوتر السطحي الرغوية الناعمة:


خلال مرحلة الرغوة الأولية، يمكن أن تذوب المواد الخافضة للتوتر السطحي الرغوية الناعمة لتشكل البوليوريا، وفي المراحل اللاحقة، يمكن أن تساعد في فتح الخلايا وانفجارها. لذلك، عند اختيار المواد الخافضة للتوتر السطحي الرغوية الناعمة، يجب مراعاة العوامل التالية:



1
نشاط الفاعل بالسطح.


2
العلاقة بين نطاق تشغيل المادة الخافضة للتوتر السطحي ونطاق الجرعة المطلوبة؛


3
تأثير المكونات المختلفة للفاعل بالسطح على نطاق التشغيل.



المواد الخافضة للتوتر السطحي الرغوية الصلبة:


تتمتع المواد الخافضة للتوتر السطحي الرغوية الصلبة بدرجة أعلى من الارتباط المتقاطع، مما يجعل الفقاعات أكثر استقرارًا. يتم استخدامها بشكل شائع للمنتجات المقولبة أو الرغوة في التجاويف المقيدة. عند اختيار المواد الخافضة للتوتر السطحي الرغوية الصلبة، يجب مراعاة العوامل التالية:



1
قدرة استحلاب قوية لمكونات المواد الخام.


2
القدرة على التحكم في حجم الخلايا الرغوية بشكل فعال.


3
القدرة على تحسين قابلية تدفق المواد وضمان التوزيع الموحد للكثافة.



لا تلعب المواد الخافضة للتوتر السطحي دورًا في تثبيت الرغوة فحسب، بل تؤثر أيضًا على كثافة الرغوة ومرونتها وقوة الشد وخصائص أخرى. ولذلك، عند اختيار المواد الخافضة للتوتر السطحي، يجب مراعاة عوامل مثل نشاط المواد الخام، وظروف التشغيل، وعملية الرغوة.

في رغاوي البولي يوريثان المرنة، غالبًا ما يستخدم ثنائي كلورو ميثان (MC) لضبط كثافة الرغوة وصلابتها. مع درجة غليان 40 فقط.4
°
C، أثناء الرغوة، يؤدي تفاعل الماء وTDI إلى توليد كمية كبيرة من الحرارة، مما يتسبب في تبخر MC إلى غاز، وبالتالي توسيع جسم الرغوة وتقليل كثافة الرغوة.



يستهلك تبخير MC الكثير من الحرارة، مما قد يؤثر على عملية تكوين الرغوة في بعض الحالات. يوضح الشكلان التاليان التغيرات في درجة حرارة الرغوة القصوى ووقت الوصول إليها بعد إضافة كميات مختلفة من MC إلى صيغة معينة.



من خلال المخططات، يمكن ملاحظة أنه بعد إضافة MC، تنخفض درجة الحرارة القصوى للرغوة بشكل ملحوظ، كما يزداد الوقت اللازم للوصول إلى درجة الحرارة القصوى.



هذه مجرد تغييرات في البيانات، ولكن كيف تظهر أثناء عملية الرغوة الفعلية؟ لفهم هذا، دعونا نلقي نظرة سريعة على عملية تفاعل البولي يوريثين.



التفاعل الرئيسي في رغوة البولي يوريثان هو تفاعل الماء والإيزوسيانات لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والأمين، وتفاعل البولي إيثر بوليول والإيزوسيانات لإنتاج البولي يوريثان. ومع ذلك، هناك العديد من التفاعلات الثانوية، والتي تتلخص في تفاعلات مولدة لليوريتان وتفاعلات مولدة لليوريا.



تغير التفاعلات الثانوية التركيب الجزيئي للبوليمر من الخطي إلى الارتباط المتقاطع. بسبب ظروف التفاعل المختلفة والمواد الخام، يمكن أن يختلف هيكل البولي يوريثين بشكل كبير. بشكل عام، كلما كانت التفاعلات ثانوية، كلما كان الهيكل المتشابك أكثر تعقيدًا، مما يؤدي إلى زيادة الصلابة وتحسين قوة التمزق. وبطبيعة الحال، تتحسن أيضا مقاومة الاصفرار، ولكن هذا موضوع آخر. زيادة مؤشر الرغوة سوف يقوي التفاعلات الثانوية.



بعد أن قلت الكثير، ما علاقة هذا بـ MC؟ التفاعلات الثانوية كلها تفاعلات ماصة للحرارة، وتتطلب امتصاص الحرارة. ومع ذلك، فإن تبخير MC يتطلب أيضًا كمية كبيرة من الحرارة، وبالتالي خلق علاقة تنافسية. ستؤدي إضافة كمية كبيرة من MC إلى إضعاف التفاعلات الثانوية بشكل كبير، مما يزيد من نسبة الهياكل الخطية في الرغوة، مما يجعلها أكثر ليونة، وتقليل اللدونة الحرارية.



حتى في درجات الحرارة الباردة خلال فصل الشتاء، ينبغي إيلاء الاهتمام لهذه المسألة. تساعد زيادة محتوى الماء في التركيبة بشكل صحيح لتوليد المزيد من الحرارة في الحفاظ على الخصائص الفيزيائية للرغوة دون تغييرات كبيرة.