آلة قطع الرغوة الشخصية: الأشياء التي قد ترغب في معرفتها

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.

تتناول هذه المقالة (الجزء الأول) 13 عيبًا شائعًا في تصنيع رغوة البولي يوريثان المرنة، بما في ذلك احتراق اللب، وكبر حجم الخلايا، وانهيار الرغوة، والانكماش، والتشقق، وارتفاع نسبة الخلايا المغلقة. ويتم تحليل كل عيب من منظور جودة المواد الخام، ومعايير التركيب، وظروف العملية، والمناخ، والمعدات، مع تقديم اقتراحات لحل المشكلات المتعلقة بآلات الرغوة منخفضة الضغط . راجع الجزء الثاني للاطلاع على المشكلات الإنتاجية المتبقية.

1. احتراق اللب (درجة حرارة المركز تتجاوز درجة حرارة أكسدة المادة)

أ. بوليولات البولي إيثر ذات الجودة الرديئة: رطوبة زائدة، محتوى بيروكسيد مرتفع، شوائب ذات نقطة غليان عالية، تركيز أيونات معدنية مرتفع، استخدام غير سليم لمضادات الأكسدة.

ب. مشاكل التركيبة: ارتفاع مؤشر TDI في التركيبات منخفضة الكثافة، نسبة غير مناسبة من الماء إلى عوامل النفخ الفيزيائية، عدم كفاية عامل النفخ الفيزيائي، وجود كمية زائدة من الماء.

ج. التأثير المناخي: ارتفاع درجات الحرارة في الصيف، وبطء تبديد الحرارة، وارتفاع درجات حرارة المواد، وارتفاع الرطوبة مما يؤدي إلى تجاوز درجة الحرارة المركزية درجة حرارة الأكسدة.

د. التخزين غير السليم: زيادة مؤشر TDI مما يؤدي إلى تراكم الحرارة أثناء المعالجة اللاحقة، مما ينتج عنه ارتفاع درجة الحرارة الداخلية واحتراق اللب.

2. تشوه انضغاطي كبير

أ. بولي إيثر بوليول: وظائف أقل من 2.5، نسبة أكسيد البروبيلين أكبر من 8%، نسبة عالية من المكونات ذات الوزن الجزيئي المنخفض، عدم التشبع أكبر من 0.05 مول/كجم.

ب. ظروف العملية: درجة حرارة مركز التفاعل منخفضة جدًا أو مرتفعة جدًا، أو معالجة لاحقة ضعيفة، أو تفاعل غير مكتمل، أو احتراق جزئي.

ج. تركيبة العملية: مؤشر TDI منخفض جدًا (يتم التحكم فيه ضمن 105-108)، زيت السيليكون الزائد وأوكتوات القصدير وزيت السيليكون، محتوى هواء الرغوة منخفض، محتوى الخلايا المغلقة مرتفع.

3. رغوة ناعمة (صلابة أقل مع نفس الكثافة)

أ. بوليولات البولي إيثر: وظائف منخفضة، قيمة هيدروكسيل منخفضة، وزن جزيئي مرتفع.

ب. تركيبة العملية: عدم كفاية أوكتوات T9، تفاعل التجلط البطيء، محتوى مائي أقل مع نفس كمية محفز القصدير، كمية أكبر من عوامل النفخ الفيزيائية، جرعة عالية من زيت السيليكون عالي النشاط، مؤشر TDI منخفض.

4. حجم الخلية الكبير

أ. ضعف الخلط: خلط غير متساوٍ، وقت قصير لتكوين الكريمة؛ زيادة سرعة رأس الخلط، تقليل ضغط رأس الخلط، زيادة حقن الغاز.

ب. تركيبة العملية: زيت السيليكون أقل من الحد الأدنى، قصدير الأوكتوات غير كافٍ أو ذو جودة رديئة، سرعة التصلب البطيئة.

5. الكثافة أعلى من القيمة المحددة

أ. بوليولات البولي إيثر: نشاط منخفض، وزن جزيئي عالٍ.

ب. تركيبة العملية: زيت السيليكون أقل من الحد الأدنى، مؤشر TDI منخفض، مؤشر رغوة منخفض.

ج. الظروف المناخية: درجة حرارة منخفضة، ضغط جوي مرتفع. تؤدي زيادة الضغط الجوي بنسبة 30% إلى زيادة الكثافة بنسبة 10-15%.

6. الخلايا المنهارة والفراغات (معدل انبعاث الغاز أكبر من معدل التصلب)

أ. بوليولات البولي إيثر: قيمة حمضية زائدة (تؤثر على معدل التفاعل)، شوائب عالية، نشاط منخفض، وزن جزيئي عالٍ.

ب. تركيبة العملية: زيادة الأمين، انخفاض محفز القصدير (رغوة سريعة وتصلب بطيء)، انخفاض مؤشر TDI، زيت سيليكون غير كافٍ أو غير فعال.

ج. ضغط منخفض آلة الرغوة : تقليل سرعة حقن الغاز وسرعة رأس الخلط.

7. نسبة الخلايا المغلقة العالية

أ. بوليولات البولي إيثر: نسبة عالية من إيبوكسي الإيثان، نشاط عالٍ، يحدث غالبًا عند التحول إلى بوليولات البولي إيثر ذات مستويات نشاط مختلفة.

ب. تركيبة العملية: زيادة في أوكتوات القصدير، ونشاط إيزوسيانات عالي، ودرجة ربط متقاطع عالية، وسرعة ربط متقاطع عالية، وزيادة في الأمين وعوامل النفخ الفيزيائية مما يؤدي إلى انخفاض ضغط الرغوة، ومرونة عالية للرغوة مما يؤدي إلى ضعف فتح الخلايا، ومؤشر TDI مرتفع للغاية مما يؤدي إلى ارتفاع نسبة الخلايا المغلقة.

8. الانكماش (معدل التصلب أكبر من معدل الرغوة)

أ. نسبة عالية للخلايا المغلقة، وانكماش أثناء التبريد.

ب. ظروف التشغيل: انخفاض درجة حرارة الهواء والمادة.

ج. تركيبة العملية: زيت سيليكون زائد، أمين أقل، قصدير أكثر، مؤشر TDI منخفض.

د. آلة الرغوة ذات الضغط المنخفض: زيادة سرعة رأس الخلط، وزيادة حقن الغاز.

9. التصدع

أ. تشير الشقوق على شكل "8" إلى وجود كمية زائدة من الأمين، بينما تشير الشقوق ذات الخط الواحد إلى وجود كمية زائدة من الماء.

ب. الشقوق الوسطى والسفلية: زيادة الأمين، معدل الرغوة السريع (زيادة عامل النفخ الفيزيائي، رداءة زيت السيليكون وجودة المحفز).

ج. الشقوق العلوية: معدل تصلب الغاز غير المتوازن (درجة حرارة منخفضة، درجة حرارة المادة منخفضة، عامل حفاز غير كافٍ، كمية أقل من الأمين، جودة زيت السيليكون رديئة).

د. الشقوق الداخلية: انخفاض درجة حرارة الهواء، ارتفاع درجة حرارة المركز، انخفاض مؤشر TDI، وجود كمية زائدة من القصدير، قوة رغوة مبكرة عالية، زيت سيليكون عالي النشاط بكميات صغيرة.

هـ. الشقوق الجانبية الوسطى: زيادة جرعة القصدير.

F. قد يعود سبب التشققات خلال العملية إلى اختلافات في عملية إسقاط اللوح وتفاعل الرغوة، أو إلى الرغوة المبكرة، أو إلى استخدام ألواح غير مناسبة. وبالإضافة إلى التركيبة، يرتبط الأمر أيضاً بنعومة ورق القاعدة؛ فإذا كان ورق القاعدة مجعداً، فقد يقسم السائل إلى عدة أجزاء، مما يؤدي إلى التشققات.

10. بنية الخلية الضبابية

أ. سرعة تقليب مفرطة.

ب. حجم حقن هواء مرتفع.

ج. تدفق مضخة القياس غير دقيق.

د. انسداد أنابيب المواد والمرشحات.

11. تشققات في الحافة السفلية (زيادة نسبة الأمين، معدل رغوة سريع)

المسام السطحية الكبيرة: عامل نفخ فيزيائي مفرط، زيت سيليكون رديء الجودة، وجودة المحفز رديئة.

12. أداء ضعيف في درجات الحرارة المنخفضة

ضعف الجودة المتأصلة في بوليولات البولي إيثر: انخفاض قيمة الهيدروكسيل، وانخفاض الوظائف، وارتفاع عدم التشبع، وانخفاض مؤشر TDI مع نفس استخدام القصدير.

13. سوء التهوية

أ. الظروف المناخية: درجة حرارة منخفضة.

ب. المواد الخام: محتوى عالٍ من بولي إيثر بوليول، زيت سيليكون عالي النشاط.

ج. تركيبة العملية: زيادة في القصدير، أو انخفاض محتوى القصدير والأمين مع نفس استخدام القصدير، ومؤشر TDI مرتفع.

FAQ

س: ما الذي يسبب احتراق اللب في رغوة البولي يوريثان المرنة؟
أ: يحدث احتراق اللب نتيجة ارتفاع درجة الحرارة الداخلية عن درجة حرارة أكسدة المادة. وتشمل الأسباب الرئيسية رداءة جودة بولي إيثر بوليول، وعدم ملاءمة مؤشر TDI وجرعة الماء، وارتفاع درجة الحرارة/الرطوبة في فصل الصيف، وسوء تخزين TDI.

س: لماذا ينتج رغوة البولي يوريثان عيوبًا ذات حجم خلايا كبير؟
أ: تنشأ عيوب الخلايا الكبيرة من عدم كفاية سرعة الخلط، أو قصر وقت التكوير، أو عدم كفاية مادة السيليكون السطحية، أو رداءة جودة أوكتوات القصدير مما يؤدي إلى بطء عملية التصلب. اضبط معايير رأس الخلط وتحقق من جودة المادة المضافة.

س: ما الذي يؤدي إلى انهيار الخلايا وتكوّن الفراغات في رغوة البولي يوريثان؟
أ: يحدث انهيار الخلايا عندما يتجاوز معدل توليد الغاز معدل التجلط. وتشمل الأسباب ارتفاع قيمة الحموضة في بولي إيثر بوليول، وزيادة محفز الأمين، وعدم كفاية محفز القصدير، وانخفاض مؤشر TDI، وعدم فعالية زيت السيليكون.

هل ترغب بمعرفة المشاكل الـ 13 المتبقية الشائعة المتعلقة برغوة البولي يوريثان الإسفنجية وحلولها؟ انقر على رابط المقال لمتابعة القراءة. المشكلات الشائعة وحلولها في إنتاج رغوة البولي يوريثان - الجزء الثاني

1. بولي إيثر

يتفاعل البولي إيثر، باعتباره المادة الخام الرئيسية، مع الأيزوسيانات لتكوين اليوريثان، وهو التفاعل الهيكلي لمنتجات الرغوة. عندما يزداد الوزن الجزيئي بنفس الوظيفة، تزداد قوة الشد والاستطالة والمرونة للرغوة، بينما يتناقص نشاط التفاعل للبولي إيثرات المماثلة. وبنفس القيمة المكافئة (الوزن الجزيئي/الوظيفة)، تؤدي الزيادة في الوظيفة إلى تسريع التفاعل، وزيادة درجة الارتباط المتقاطع للبولي يوريثان، وزيادة صلابة الرغوة، وتقليل الاستطالة. يجب أن يكون متوسط ​​الأداء الوظيفي للبوليولات أعلى من 2.5؛ إذا كان منخفضًا جدًا، فإن استعادة الجسم الرغوي بعد الضغط يكون ضعيفًا.

إذا كانت كمية البولي إيثر المستخدمة عالية، بما يعادل انخفاضًا في المواد الأخرى (TDI، الماء، المحفزات، إلخ)، فمن السهل أن تتسبب في تشقق أو انهيار المنتجات الرغوية. إذا كانت كمية البولي إيثر المستخدمة منخفضة، فإن منتج الرغوة يميل إلى أن يكون قاسيًا، مع مرونة منخفضة وملمس ضعيف.

2. وكيل رغوة

بشكل عام، عند إنتاج كتل البولي يوريثين بكثافة أكبر من 21، يتم استخدام الماء فقط (عامل الرغوة الكيميائي) كعامل رغوة. تُستخدم المركبات منخفضة الغليان مثل كلوريد الميثيلين (MC) كعوامل رغوة مساعدة في الصيغ منخفضة الكثافة أو الصيغ فائقة النعومة.

تعمل عوامل الرغوة المساعدة على تقليل كثافة الرغوة وصلابتها. نظرًا لأنها تمتص بعضًا من حرارة التفاعل، فإن المعالجة تتباطأ، مما يتطلب زيادة في كمية المحفز. ومن خلال امتصاص الحرارة، يتم تجنب خطر حرق اللب.

يمكن التعبير عن قدرة الرغوة من خلال مؤشر الرغوة (عدد أجزاء الماء أو ما يعادله من الماء المستخدم لـ 100 جزء من البولي إيثر):

IF = م (ماء) + م (F-11) / 10 + م (MC) / 9 (100 جزء من البولي إيثر)

يتفاعل الماء، باعتباره عامل رغوة، مع الإيزوسيانات لتكوين روابط اليوريا ويطلق كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون والحرارة. إنه تفاعل نمو متسلسل. الماء الزائد يقلل من كثافة الرغوة ويزيد من صلابة. ومع ذلك، فإنه يقلل أيضًا من حجم وقوة مسام الرغوة، مما يقلل من قدرتها على التحمل، مما يجعلها عرضة للانهيار أو التشقق. تؤدي زيادة استهلاك TDI إلى المزيد من إطلاق الحرارة وزيادة خطر حرق القلب. إذا تجاوزت كمية الماء 5.0 أجزاء، فيجب إضافة عوامل رغوة فيزيائية لامتصاص بعض الحرارة ومنع حرق القلب. ويعني انخفاض الماء انخفاضًا مماثلًا في كمية المحفز المستخدم، ولكنه يزيد من الكثافة.

3. عامل حفاز

أمين: يتم استخدام A33 بشكل عام، والذي يعزز التفاعل بين الإيزوسيانات والماء، وضبط كثافة الرغوة، ومعدل فتح الفقاعات، وما إلى ذلك، ويعزز بشكل أساسي تفاعلات الرغوة.

كمية كبيرة من الأمين: يتشقق منتج الرغوة، وتكون هناك ثقوب أو فقاعات في الرغوة؛ كمية قليلة جدًا من الأمين: تنكمش الرغوة، وتغلق المسام، ويصبح الجزء السفلي من منتج الرغوة سميكًا.

القصدير: عادة، يتم استخدام القصدير (II) أوكتوات (T-9)؛ يعد أكسيد القصدير (IV) (T-19) محفز تفاعل هلامي نشط للغاية، ويعمل بشكل أساسي على تعزيز تفاعل الهلام، أي تفاعل المرحلة اللاحقة.

الكثير من القصدير: التبلور السريع، زيادة اللزوجة، ضعف المرونة، ضعف نفاذية الهواء، مما يؤدي إلى ظاهرة الخلايا المغلقة. إن زيادة الجرعة بشكل صحيح يمكن أن يؤدي إلى الحصول على مواد بلاستيكية رغوية ذات خلايا مفتوحة جيدة مع الاسترخاء، وزيادة الجرعة بشكل أكبر تجعل الرغوة تصبح أكثر كثافة تدريجيًا، مما يؤدي إلى الانكماش والخلايا المغلقة.

كمية قليلة جدًا من القصدير: عدم وجود مادة هلامية كافية، مما يؤدي إلى التشقق أثناء الرغوة. قد تكون هناك شقوق على الحواف أو الأسطح، مع نتوءات وضعف التماسك. يمكن أن يؤدي تقليل الأمين أو زيادة القصدير إلى زيادة قوة طبقة رغوة البوليمر عند توليد كمية كبيرة من الغاز، وبالتالي تقليل ظاهرة التجويف أو التشقق.

ما إذا كان للبلاستيك الرغوي من البولي يوريثان بنية خلية مثالية مفتوحة أو مغلقة يعتمد بشكل أساسي على ما إذا كان معدل تفاعل الهلام ومعدل تمدد الغاز متوازنين أثناء تكوين الرغوة. يمكن تحقيق هذا التوازن عن طريق تعديل أنواع وكميات محفزات الأمين الثلاثي ومثبتات الرغوة في الصيغة.

4. مثبت الرغوة (زيت السيليكون)

مثبتات الرغوة هي نوع من المواد الخافضة للتوتر السطحي التي تعمل على تشتيت البوليوريا بشكل جيد في نظام الرغوة، وتعمل بمثابة "نقاط ربط مادية" وتزيد بشكل كبير اللزوجة المبكرة لخليط الرغوة، مما يمنع التشقق. من ناحية، له تأثير مستحلب، مما يعزز الامتزاج بين مكونات المادة الرغوية. من ناحية أخرى، فإن إضافة مواد خافضة للتوتر السطحي من السيليكون العضوي يمكن أن تقلل من التوتر السطحي للسائل، وتقلل من الطاقة الحرة المطلوبة لتشتيت الغاز، وتجعل الهواء المشتت في المواد الخام يتنوي بسهولة أكبر أثناء التحريك والخلط، وتسهيل إنتاج الفقاعات الدقيقة، ضبط حجم مسام الرغوة، والتحكم في بنية خلية الرغوة، وتحسين استقرار الرغوة. يمنع انهيار الفقاعات أو انفجارها، ويجعل جدران الرغوة مرنة، ويتحكم في حجم المسام وتوحيد الرغوة. بشكل عام، كلما زاد استخدام عامل الرغوة والملوثات العضوية الثابتة، زادت كمية زيت السيليكون المستخدم.

الاستخدام العالي: يزيد من مرونة جدران الرغوة في مرحلة لاحقة، مما يجعلها أقل عرضة للانفجار، مما يؤدي إلى صغر المسام وخلايا مغلقة.

استخدام منخفض: تنفجر الرغوة، وتنهار بعد الرغوة، وحجم المسام أكبر، وسهولة الرغوة المشتركة.

5. تأثير درجة الحرارة

يتسارع تفاعل رغوة البولي يوريثين مع زيادة درجة حرارة المادة، الأمر الذي يمكن أن يشكل خطر حرق القلب والاشتعال في التركيبات الحساسة. بشكل عام، تظل درجات حرارة مكونات البوليول والإيزوسيانات ثابتة. عند الرغوة، تنخفض كثافة الرغوة مع زيادة درجة حرارة المادة. وبنفس الصيغة، إذا ظلت درجة الحرارة كما هي ولكن درجة الحرارة المحيطة مرتفعة في الصيف، تزداد سرعة التفاعل، مما يؤدي إلى انخفاض كثافة الرغوة وصلابتها، وزيادة الاستطالة، وزيادة القوة الميكانيكية. في الصيف، يمكن زيادة مؤشر TDI بشكل مناسب لتصحيح الانخفاض في الصلابة.

6. تأثير رطوبة الهواء

مع زيادة الرطوبة، يتفاعل الأيزوسيانات الموجود في الرغوة مع الرطوبة الموجودة في الهواء، مما يؤدي إلى انخفاض في الصلابة. لذلك، عند الرغوة، يمكن زيادة كمية TDI بشكل مناسب. يمكن أن تؤدي الرطوبة الزائدة إلى ارتفاع درجة حرارة المعالجة بشكل كبير، مما يؤدي إلى حرق القلب.

7. تأثير الضغط الجوي

وبنفس الصيغة، تؤدي عملية الرغوة في المناطق المرتفعة إلى انخفاض كثافة منتج الرغوة.

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.

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.