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.

علاج البرد

عملية لإنتاج رغاوي المقاعد، والتي تنتج رغاوي عالية المرونة (يشار إليها باسم رغاوي الموارد البشرية).

خلال هذه العملية، تتراوح درجة حرارة القالب بشكل عام بين 50-70 درجة مئوية؛ يتراوح الوزن الجزيئي للبولي إيثر عادة بين 2500-6500، ويمكن أن يكون ISO TDI/TM/MDI.

تتميز هذه العملية بكفاءة إنتاجية عالية، واستهلاك منخفض للطاقة، وهي مستخدمة حاليًا على نطاق واسع.

سعة المضخة

يستخدم للتحقق من استقرار خرج تدفق مضخة القياس.

الطريقة الحالية للتحقق من قدرة المضخة هي كما يلي: عند معدل التدفق المحدد، قم بالتصوير بشكل مستمر 35 مرة، وقم بوزن كل طلقة، ثم قم بحساب السعة. بناءً على سعة المضخة، حدد ما إذا كانت مضخة القياس بحاجة إلى الإصلاح أو الاستبدال. بشكل عام، يتم فحص قدرة المضخة كل ثلاثة أشهر.

مضخة الخطية

توصيف العلاقة بين سرعة مضخة القياس وإخراجها.

عادة، يتم اختيار خمس سرعات مختلفة لاختبار التدفق. ومن ثم يتم الحصول على خرج مضخة القياس عند كل سرعة. إذا كانت هذه النقاط الخمس محاذية على خط مستقيم، فهذا يشير إلى خطية جيدة بين سرعة مضخة القياس وإخراجها.

NBT (تقنية المزج الجديدة)

NBT تعني تقنية المزج الجديدة.

تضمنت تقنية المزج السابقة رش وخلط ISO واحد مع POL واحد للتفاعل وإنتاج رغوة البولي يوريثان. عند ضبط معلمات العملية بهذه الطريقة، يمكن فقط تعديل نسبة الخلط POL/ISO ووزن الصب، مع عدم وجود تعديلات أخرى ممكنة.

يتضمن NBT رش وخلط ISO واحد مع مجموعتين أو 3 مجموعات من مواد POLY للتفاعل وإنتاج رغوة البولي يوريثان. (تتطلب المعدات محول تردد)

يمكن لـ NBT ضبط المتغيرات التالية: رطوبة الصيغة، محتوى المواد الصلبة للصيغة، مؤشر الصيغة، وزن الصب، ومتغيرات أخرى. وهذا يسمح بتحمل أكبر للعملية عند تصنيع الرغاوي ذات الكثافات والصلابة المختلفة.

TPR (تحرير الضغط في الوقت المناسب)

يرمز TPR إلى إطلاق الضغط في الوقت المناسب، والمعروف أيضًا باسم التنفيس أو التنفيس المسبق.

معلمات TPR النموذجية هي: يبدأ التنفيس بعد حوالي 90-120 ثانية من إغلاق القالب، مع سقوط الكيس للأسفل، والتهوية لمدة ثانيتين تقريبًا، ثم ارتفاع الكيس مرة أخرى.

الظواهر الشائعة: قد يؤدي التنفيس المبكر جدًا إلى ظهور منتجات طرية عرضة للتمزق. يمكن أن يؤدي التنفيس بعد فوات الأوان إلى ظهور منتجات قاسية عرضة للانكماش بعد القولبة.

الرش الأولي

في بداية الصب العادي، يتم فتح فوهات ISO وPOLY في وقت واحد، مما يسمح للمواد بالخلط في غرفة الخلط والتفاعل لإنتاج رغوة البولي يوريثان.

إذا لم تفتح فوهات ISO وPOLY أثناء الصب في وقت واحد، فإن الفوهة التي تفتح أولاً ستتسبب في تدفق المادة خارج غرفة الخلط دون التفاعل، مما يؤدي إلى وجود مادة غير متفاعلة في بداية الرغوة. إذا خرج البولي إيثر أولاً، فستكون الرغوة لزجة ورطبة في الأعلى (رش أولي خفيف)، بينما إذا خرج ISO أولاً، ستكون الرغوة مقرمشة ورقيقة محليًا (رش أولي معتدل) أو بها بقع ISO (رش أولي شديد) رش).

ظاهرة شائعة: حالة خاصة أخرى هي عندما تكون هناك ليونة في منطقة الصب الأولية، والتي يمكن أن تكون أيضًا شكلاً من أشكال الرش الأولي. قد يكون هذا بسبب خروج المكون أولاً، مما يجعل الرغوة عند نقطة الصب الأولية ناعمة.

مؤشر الرغوة

عندما يتفاعل ISO وPOL، إذا تفاعلا بالكميات النظرية الدقيقة، يطلق عليه تفاعل متكافئ، ويتم تعريف مؤشر الرغوة على أنه 100.

مؤشر الرغوة = استخدام ISO الفعلي/استخدام ISO النظري * 100. حاليًا، يتراوح مؤشر الرغوة لرغوة المقعد عمومًا بين 90-105.

مع زيادة مؤشر الرغوة، تصبح الرغوة أكثر صلابة تدريجياً.

فِهرِس > 105، المنتج عرضة للهشاشة؛ فِهرِس < 85، المنتج عرضة لانكماش الخلايا المغلقة.

في الإنتاج الصناعي الحديث، تلعب رغوة البولي يوريثان المرنة دورًا مهمًا في مجالات مختلفة مثل الأثاث ومقاعد السيارات ونعال الأحذية. ومع ذلك، لا يمكن إغفال نقاط المراقبة الفنية الرئيسية لإنتاج منتجات بلاستيكية رغوية مرنة عالية الجودة من مادة البولي يوريثان. فيما يلي العديد من النقاط الفنية الرئيسية في عملية الإنتاج:

التحكم في ثنائي إيزوسيانات التولوين (TDI):

النسبة الأيزومرية المثالية لـ TDI هي 80/20. إذا تم تجاوز هذه النسبة، فقد يؤدي ذلك إلى تكوين خلايا كبيرة ومغلقة في الرغوة، مما يؤدي إلى إطالة وقت المعالجة. خاصة في إنتاج منتجات الرغوة منخفضة الكثافة ذات الكتل الكبيرة، يمكن أن تؤدي نسبة الأيزوميرات المفرطة إلى تأخير إطلاق الحرارة، مما قد يتسبب في بقاء درجة حرارة مركز الرغوة مرتفعة لفترة طويلة، مما يؤدي إلى الكربنة وحتى الاشتعال. إذا كانت نسبة الأيزومرية منخفضة جدًا، ستنخفض كثافة منتج الرغوة ومرونته، وقد تظهر شقوق دقيقة على سطح الرغوة، مما يؤدي إلى ضعف إمكانية تكرار العملية.

إضافة عوامل النفخ الخارجية:

لا تعمل عوامل النفخ الخارجية (الماء) على تقليل كثافة الرغوة فحسب، بل تعمل أيضًا على تحسين نعومة المنتج وتساعد على إزالة حرارة التفاعل. لمنع الكربنة المركزية في عملية الرغوة لمنتجات الرغوة ذات الكتل الكبيرة، تتم عادةً إضافة كمية معينة من الماء. ومع ذلك، مع زيادة كمية الماء، يجب أيضًا زيادة كمية المحفز أيضًا؛ وإلا فقد يؤدي ذلك إلى إطالة وقت الرغوة بعد المعالجة. بشكل عام، لكل 5 أجزاء زيادة في الماء، يجب إضافة 0.2 إلى 0.5 جزء من زيت السيليكون.

نسبة المحفز:

يتم استخدام محفزات القصدير العضوي والأمين الثلاثي بشكل شائع للتحكم في تفاعلات NCO-OH وNCO-H2O. ومن خلال ضبط نسبة المحفزات المختلفة، يمكن التحكم في نمو سلاسل البوليمر وتفاعل الرغوة. في ظل كثافات معينة للمنتج، فإن اختيار نسبة المحفز المناسبة يمكن أن يتحكم في معدل الخلية المفتوحة للرغوة، وحجم الخلية، وقيمة الحمل الفارغ. زيادة كمية محفز القصدير العضوي يمكن أن تنتج بشكل عام رغاوي ذات أحجام خلايا أصغر، ولكن الاستخدام المفرط قد يزيد من معدل الخلايا المغلقة. ومن الضروري تحديد جرعة المحفز الأمثل من خلال التجارب لتحقيق أفضل أداء لمنتجات الرغوة.

مثبتات الرغوة:

يتمثل دور مثبتات الرغوة في تقليل التوتر السطحي للمادة، مما يجعل جدار طبقة الرغوة مرنًا ويمنع تمزق جدار الرغوة حتى يؤدي نمو السلسلة الجزيئية وتفاعلات الارتباط المتقاطع إلى تصلب المادة. لذلك، تلعب مثبتات الرغوة دورًا حاسمًا في إنتاج إسفنجة البولي إيثر ذات الخطوة الواحدة ويجب التحكم الصارم في استخدامها.

التحكم في درجة الحرارة:

إن تفاعل توليد الرغوة حساس للغاية لدرجة الحرارة، وسوف تؤثر التغيرات في درجة حرارة المواد والرغوة على عمليات الرغوة والخصائص الفيزيائية. لذلك، يعد التحكم في درجة الحرارة أحد الشروط المهمة لضمان عمليات الرغوة المستقرة. يتم التحكم في درجة حرارة المادة بشكل عام عند 20-25 ° C.

اثارة السرعة والوقت:

تؤثر سرعة التحريك والوقت على كمية الطاقة المدخلة أثناء عملية الرغوة. إذا كان التحريك غير متساوٍ، فقد يظهر عدد كبير من الفقاعات على سطح الرغوة، مما يؤدي إلى حدوث عيوب مثل التشقق. أثناء خلط المكون A، تكون السرعة 1000r/min؛ بعد إضافة المكون B إلى المكون A، فإن سرعة التحريك عالية السرعة تكون 2800-3500r/min لمدة 5-8 ثواني.

باختصار، تشمل التقنيات الرئيسية لإنتاج رغوة البولي يوريثان المرنة التحكم في TDI، وإضافة عوامل نفخ خارجية، وضبط نسب المحفز، واستخدام مثبتات الرغوة، والتحكم في درجة الحرارة، والتحكم في سرعة ووقت التحريك. إن التحكم السليم في هذه المعلمات التقنية يمكن أن يضمن إنتاج منتجات بلاستيكية رغوية مرنة من مادة البولي يوريثين ذات جودة مستقرة وعالية الأداء.

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.

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.