أنواع الرغوة الناعمة عالية الارتداد

في الوقت الحالي، يمكن تقسيم طرق الإنتاج بشكل عام إلى نوعين: الأول يتضمن تفاعل بولي إيثر بوليول عالي النشاط والوزن الجزيئي مع عوامل تشابك مختلفة وثنائي إيزوسيانات؛ والثاني ينطوي على تفاعل البولي إيثرات المطعمة كيميائيا مع ثنائي إيزوسيانات. كلتا الطريقتين تحققان نتائج جيدة.

1  نوع البولي إيثر عالي النشاط
يستخدم هذا النوع من البلاستيك الرغوي عالي الارتداد في المقام الأول الوزن الجزيئي العالي، وبوليولات بولي إيثر عالية النشاط، مع عوامل تشابك مناسبة، والتي تتفاعل مع ثنائي إيزوسيانات.

هناك طريقتان لتصنيع بوليولات البولي إيثر عالية النشاط. الأول هو إدخال أكسيد الإيثيلين في نهايات البولي إيثر، وتحويل المجموعات النهائية إلى مجموعات هيدروكسيل أولية. بشكل عام، تكون مجموعات الهيدروكسيل الأولية أكثر تفاعلًا بمقدار 3-4 مرات من مجموعات الهيدروكسيل الثانوية، وبالتالي تحقيق هدف المعالجة الباردة. بشكل نموذجي، بالنسبة للبلاستيك الرغوي الناعم عالي الارتداد، يجب أن يكون الوزن الجزيئي النسبي للبولي إيثر بوليول عالي النشاط حوالي 4500-6500، مع محتوى هيدروكسيل أولي يتراوح بين 60%-85%. محتوى الهيدروكسيل الأساسي لا يصل إلى 100% بسبب:

• التأثيرات الاستاتيكية الناتجة عن تكوين وتكوين البولي إيثر الأساسي.
• تأثير معدلات البلمرة المشتركة للتفاعل الناتجة عن مجموعات الهيدروكسيل الأولية المتكونة بالفعل.
• استخدام أكسيد الإيثيلين بشكل مفرط مما يقلل من الامتزاج بين البولي إيثر والأيزوسيانات، ويزيد من امتصاص الرطوبة لمنتجات الرغوة الناتجة. ولذلك، يجب اختيار نسبة أكسيد الإيثيلين المناسبة.

نوع آخر من البولي إيثر عالي النشاط يتضمن إدخال مجموعات الأمين في نهايات البولي إيثر. ويتم تحقيق ذلك عن طريق تفاعل بوليولات البولي إيثر مع الأمونيا تحت الضغط. تتفاعل مجموعات الأمين بأعلى معدل مع الإيزوسيانات، وبالتالي تحقيق المعالجة الباردة أيضًا. ومع ذلك، ونظرًا للظروف القاسية المطلوبة للترشيح، فإن هذه الطريقة أقل استخدامًا في الصناعة. حاليًا، تستخدم معظم الشركات المصنعة البولي إيثرات الأولية عالية النشاط القائمة على الهيدروكسيل.

2  نوع البولي إيثر المطعمة
يستخدم هذا النوع من منتجات الرغوة عالية الارتداد البولي إيثر المطعم (المعروف أيضًا باسم البوليمر بوليول) كمادة خام. يتم تطعيم البولي إيثر بمادة الأكريلونيتريل أو الستايرين أو خليط منهما، مما يزيد من صلابة السلاسل الجزيئية، وبالتالي تحسين أداء حمل الارتداد والضغط لمنتجات الرغوة. يتميز هذا النوع من الرغوة بمزايا مثل التركيبة البسيطة وسهولة التشغيل والقوة الميكانيكية العالية والمقاومة الممتازة للتعب. يتم استخدامه على نطاق واسع لوسائد المقاعد، وقلوب الوسائد، وغيرها من المواد الممتصة للصدمات. ومن خلال تغيير التركيبة، يمكن إنتاج منتجات ذات كثافات وصلابة مختلفة.

تُستخدم منتجات الرغوة ذات الكثافة المنخفضة والصلابة المنخفضة والارتداد العالي بشكل أساسي في الفراش وظهر الكراسي. منتجات رغوة HR بكثافة حوالي 27 كجم / م³ تُستخدم عادةً لظهور الكراسي والوسائد؛ منتجات رغوية منخفضة الكثافة للغاية تبلغ كثافتها حوالي 17.6 كجم/م2³ تستخدم بشكل رئيسي في إنتاج الوسائد، لتحل محل الصوف الخشبي أو غيرها من قلوب الوسائد المليئة بالألياف.

تتميز منتجات الرغوة منخفضة الكثافة وعالية الصلابة (أي حمل الضغط العالي) بـ: منتجات ذات كثافة 32-38.4 كجم / م³، عند تشوهها بنسبة 25%، تحقيق صلابة ضغط تزيد عن 140 نيوتن؛ عندما يتشوه بنسبة 65%، يحقق صلابة ضغط تبلغ 320-360 نيوتن. تُستخدم هذه المنتجات بشكل أساسي لتصنيع الوسائد والمراتب التي تتطلب قدرة تحمل أعلى.

تتمثل ميزة نوع البولي إيثر عالي النشاط في أن إنتاج البولي إيثر بسيط وغير مكلف نسبيًا، ولكن النطاق التشغيلي للتركيبات أضيق، ويجب استخدام TDI 80/20، وإلا فقد يحدث انكماش. بالإضافة إلى ذلك، فإن الخواص الميكانيكية للمنتج ليست متفوقة على تلك المصنوعة من البولي إيثر المطعمة. في المقابل، تعد بوليولات البولي إيثر المطعمة أكثر تكلفة، ولها متطلبات تشغيل رغوة أقل، ويمكن استخدام مخاليط TDI مثل 80/20 أو 65/35. تتمتع منتجات الرغوة الناتجة بقوة أعلى، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لتصنيع المنتجات ذات متطلبات حمل الضغط العالي.

لتلبية المتطلبات الصارمة المتزايدة لصناعة السيارات فيما يتعلق بالبلاستيك الرغوي الناعم من البولي يوريثين، بما في ذلك انخفاض الضباب، وانخفاض المركبات العضوية المتطايرة، والكثافة المنخفضة، والمقاومة العالية للرطوبة والشيخوخة الحرارية، أجرى باحثو PU في جميع أنحاء العالم أبحاثًا مكثفة في السنوات الأخيرة، لا سيما في الارتداد العالي البلاستيك الرغوي. تشمل المنتجات الجديدة البارزة رغوة MDI HR الكاملة، ووسائد المقاعد منخفضة المركبات العضوية المتطايرة HR، ورغاوي HR ذات المقاومة العالية للرطوبة والشيخوخة الحرارية وانخفاض الضباب.

بالنسبة لرغاوي الموارد البشرية منخفضة الكثافة، يجب أن يكون طلب صناعة السيارات على الوزن الخفيف وخفض التكلفة متوازنًا مع الحفاظ على أداء الرغوة. أي أنه على الرغم من أن كثافة رغوة HR منخفضة، إلا أن خصائصها الفيزيائية لا تزال تلبي متطلبات الأداء الشامل لصناعة السيارات فيما يتعلق بوسائد المقاعد ومساند الظهر الرغوية. حاليًا، تبدأ الشركات الأجنبية عادةً بمركبات البولي إيثر بوليول المُصنَّعة خصيصًا لتلبية هذه المتطلبات.