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.

شروط الاختبار:

1. يتم أخذ الرغوة السريعة من مركز الرغوة، في حين يتم أخذ عينات الرغوة المقولبة من الجزء المركزي أو لاختبار العينة بأكملها.

2. يجب أن تنضج الرغوة المصنعة حديثا لمدة 72 ساعة في حالتها الطبيعية قبل أخذ العينات. يجب وضع العينات في بيئة درجة حرارة ورطوبة ثابتة (حسب GB/T2918: 23 ± 2 ℃ ، الرطوبة النسبية 50 ± 5%).

الاستعباد : الكثافة = الكتلة (كجم) / الحجم (م3)

Ardالحداد : انحراف حمل المسافة البادئة (ILD)، انحراف حمل الضغط (CLD)

والفرق الرئيسي بين طريقتي الاختبار هاتين هو منطقة تحميل البلاستيك الرغوي. في اختبار ILD، يتم تعريض العينة إلى مساحة مضغوطة تبلغ 323 سم2، بينما في CLD يتم ضغط العينة بأكملها. هنا، سنناقش فقط طريقة اختبار ILD.

في اختبار ILD، يبلغ حجم العينة 38*38*50 مم، بقطر رأس اختبار 200 مم (مع زاوية مستديرة R = 10 على الحافة السفلية)، ولوحة دعم بفتحات 6 مم متباعدة 20 مم. سرعة تحميل رأس الاختبار هي (100 ± 20) مم/دقيقة. في البداية، يتم تطبيق ضغط قدره 5 نيوتن كنقطة الصفر، ثم يتم ضغط العينة إلى 70٪ من سمكها عند نقطة الصفر، ويتم تفريغها بنفس السرعة. ويتكرر هذا التحميل والتفريغ ثلاث مرات كالتحميل المسبق، ثم يتم ضغطه على الفور بنفس السرعة. سمك الضغط هو 25 ± 1% و 65 ± 1%. بعد الوصول إلى التشوه، استمر في ذلك 30 ± 1s وتسجيل قيمة المسافة البادئة النسبية. القيمة المسجلة هي صلابة المسافة البادئة عند مستوى الضغط هذا.

بالإضافة إلى ذلك، 65% ILD / 25% ILD = نسبة الضغط، وهي مقياس لراحة الرغوة.

قوة الشد والاستطالة عند الكسر : يشير إلى الحد الأقصى لإجهاد الشد المطبق أثناء اختبار الشد حتى الكسر، ونسبة استطالة العينة عند الكسر.

قوة الشد = الحمل عند الكسر / مساحة المقطع العرضي الأصلي للعينة

الاستطالة عند الكسر = (مسافة الكسر - المسافة الأصلية) / المسافة الأصلية * 100%

قوة الدموع : يقيس مقاومة المادة للتمزق من خلال تطبيق قوة تمزيق محددة على عينة ذات شكل محدد.

حجم العينة: 150*25*25 مم (GB/T 10808)، مع اتجاه سمك العينة باعتباره اتجاه ارتفاع الرغوة. يتم إجراء شق بطول 40 مم على طول اتجاه السُمك (اتجاه ارتفاع الرغوة) في وسط أحد طرفي العينة. قم بقياس السماكة على طول اتجاه سماكة العينة، ثم افتح العينة وقم بتثبيتها في جهاز الاختبار. قم بتطبيق الحمل بسرعة 50-20 مم/دقيقة، باستخدام شفرة لقطع العينة، مع الحفاظ على الشفرة في الموضع المركزي. قم بتسجيل القيمة القصوى عندما تنكسر العينة أو تتمزق عند 50 مم.

قوة التمزق = قيمة القوة القصوى (N) / متوسط ​​سمك العينة (سم)

وعادة ما يتم اختبار ثلاث عينات، ويتم أخذ الوسط الحسابي.

صمود : يقيس أداء ارتداد الرغوة من خلال السماح لقطر معين ووزن كرة فولاذية بالسقوط بحرية على سطح عينة البلاستيك الرغوي من ارتفاع محدد. تشير نسبة ارتفاع الارتداد إلى ارتفاع سقوط الكرة الفولاذية إلى مرونة الرغوة.

متطلبات الاختبار: حجم العينة 100*100*50 مم، يجب أن يكون اتجاه سقوط الكرة متسقًا مع اتجاه استخدام الرغوة. حجم الكرة الفولاذية هو ∮ 164 ملم، ووزن 16.3 جرام، وينخفض ​​من ارتفاع 460 ملم.

معدل المرونة = ارتفاع ارتداد الكرة الفولاذية / ارتفاع سقوط الكرة الفولاذية * 100%

ملاحظة: يجب أن تكون العينات أفقية، ويجب تثبيت الكرة الفولاذية قبل إسقاطها (ثابتة)، ويتم اختبار كل عينة ثلاث مرات بفواصل زمنية تبلغ 20 ثانية، ويتم تسجيل القيمة القصوى.

ضغط تشوه دائم : في بيئة ثابتة، يتم الاحتفاظ بعينة المادة الرغوية تحت تشوه مستمر لفترة معينة، ثم يسمح لها بالتعافي لفترة من الوقت، مع ملاحظة تأثير التشوه على سمك العينة. تمثل نسبة الفرق بين السُمك الأولي والسمك النهائي للعينة إلى السُمك الأولي تشوه الضغط الدائم للبلاستيك الرغوي.

التشوه الدائم بالضغط = (السُمك الأولي للعينة - السُمك النهائي للعينة) / السُمك الأولي للعينة * 100

مقاوم النار

VOC (المركبات العضوية المتطايرة)

PLC (وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة)

إنه جهاز تحكم أوتوماتيكي مزود بذاكرة تعليمات، واجهات إدخال/إخراج رقمية أو تناظرية؛ تستخدم في المقام الأول للعمليات المنطقية والمتسلسلة والتوقيتية والعدية والحسابية مع عمليات البت؛ تستخدم للتحكم في الآلات أو عمليات الإنتاج.

محرك التردد المتغير (VFD)

VFD هو جهاز تحكم يقوم بتحويل تردد الطاقة من تردد إلى آخر باستخدام عملية التشغيل والإيقاف لأجهزة أشباه موصلات الطاقة.

يمكن بشكل عام تقسيم الدوائر الرئيسية لـ VFD إلى نوعين:

- نوع الجهد: يحول جهد التيار المستمر من مصدر جهد إلى تيار متردد في VFD، مع ترشيح مكثف في دائرة التيار المستمر.

- نوع التيار: يقوم بتحويل التيار المستمر من مصدر تيار إلى تيار متردد في VFD، مع ترشيح محث في دائرة التيار المستمر.

التبديل الكهروضوئي

يستخدم إعاقة أو انعكاس شعاع ضوء الأشعة تحت الحمراء بواسطة جسم تم اكتشافه، تم اكتشافه بواسطة الدائرة المتزامنة، لتحديد وجود أو عدم وجود الكائن. يمكنه اكتشاف أي جسم يعكس الضوء، ولا يقتصر على المعادن.

يتم استخدام مفتاح كهروضوئي عاكس للمرآة في آلة التثقيب الفراغي.

نظام المبادلات الحرارية

التحكم في درجة حرارة المواد الخام في النظام لتلبية المتطلبات.

ومع ارتفاع درجة حرارة المادة الخام بعد مرورها عبر المبادل الحراري، تزداد لزوجتها. لضمان التشغيل الطبيعي لمضخة الضغط العالي، هناك حاجة إلى مضخة تغذية خاصة. يتم حساب المتطلبات المحددة على أساس معدل التدفق ولزوجة المواد الخام.

يجب أن يكون التحكم في درجة حرارة المبادل الحراري بالقرب من رأس الخلط، بحيث يتم ربط درجة حرارة المواد الخام بمفتاح مياه التبريد للتحكم تلقائيًا في تدفق مياه التبريد لتبريد المواد الخام.

آلة تثقيب

هناك آلات تثقيب الأسطوانة، وآلات تثقيب الفراغ، وآلات تثقيب الفرشاة، مع آلات الأسطوانة التي تتمتع بأفضل تأثير للتحكم، تليها آلات التثقيب الفراغي، وآلات تثقيب الفرشاة هي الأسوأ. حاليًا، نادرًا ما يتم استخدام آلات ثقب الفرشاة.

الغرض من التثقيب هو منع تشوه المنتج.

تتحكم آلة التثقيب الأسطوانية في حجم الفجوات. إذا كانت الفجوات كبيرة جدًا، فإن تأثير التثقيب ليس جيدًا؛ إذا كانت الفجوات صغيرة جدًا، فستكون هناك علامات ضغط واضحة على المنتج.

هناك طريقتان للثقب: 1. الطريقة الكيميائية - استخدام عوامل تثقيب، 2. الطريقة الميكانيكية - باستخدام آلات التثقيب.

يجب أن تكون المنتجات مثقبة بمجرد خروجها من القالب. قد تتمدد بعض المنتجات بعد تفكيكها، وفي هذا الوقت يجب تركها لفترة قبل تثقيبها.

TPR

يمكن أن يمنع انكماش المنتج وانهيار الفقاعات. وظيفتها الأساسية هي التثقيب الفعال لتسهيل عملية التشكيل. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تقلبات في ILD (انحراف حمل المسافة البادئة)؛ يؤثر TPR بشكل مباشر على سرعة ارتفاع الرغوة.

صمام تنظيم الضغط الحلقي

إنه ضروري لموازنة ضغط النظام في نظام التحكم ويجب وضعه بالقرب من الفوهة قدر الإمكان. إذا كان بعيدًا عن الفوهة، فقد تحدث تقلبات في الضغط، مما يؤدي إلى عدم استقرار النظام وعدم استقرار المنتجات.

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.

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.