ما هي تطبيقات الزيوت المذيبة في عوامل إطلاق البولي يوريثين؟

في إنتاج منتجات البولي يوريثين، من الضروري استخدام عوامل التحرير لمساعدة المنتجات المقولبة على الانفصال عن القوالب. من بين عوامل الإطلاق التي يمكن استخدامها مباشرة على خط الإنتاج، تسمى المادة المسؤولة عن أداء الإطلاق بمكون الإطلاق الفعال. عادة ما يكون هذا المكون عبارة عن شمع، أو سيليكون عضوي، أو فلور عضوي، وما إلى ذلك، ويمثل بشكل عام أقل من 10% من الإجمالي. الأغلبية، أكثر من 90%، تتكون من مكونات مذيبة، والتي تساعد مكونات الإطلاق الفعالة على تكوين طبقة موحدة على سطح القالب. في هذه المقالة، دعونا نستكشف تطبيقات المذيبات في عوامل إطلاق البولي يوريثين.

أثناء عملية صب المواد المعبأة في القوالب، تتلامس المواد مع سطح القالب، والذي قد يكون به عيوب طفيفة بسبب عدم استواء سطح عمل القالب، مما يؤدي إلى بعض مقاومة الاحتكاك عندما تنفصل المنتجات المقولبة عن القالب. أثناء عملية الحقن أو البثق للمواد المعبأة، قد يتشكل ضغط سلبي بين مادة الحشو والقالب، أو قد يترابطان بسبب الامتزاز الفيزيائي أو الارتباط الكيميائي، مما يجعل من الصعب إزالة المادة المقولبة من القالب بعد التشكيل. لإضعاف الالتصاق أو الترابط بين المنتج والقالب، غالبًا ما يتم استخدام المواد المضافة (عوامل التحرير) التي يمكن أن تشكل طبقة عزل فعالة. عامل التحرير عبارة عن طبقة غشاء واجهة تستخدم على أسطح جسمين معرضين للترابط، مما يشكل عزلًا بين المواد المرتبطة والمواد المحررة، مما يجعل من الأسهل والأكثر ملاءمة للمنتج أن ينفصل عن القالب.

بشكل عام، تشتمل عوامل الإطلاق على العديد من الأنواع، والتي يتم تطبيقها في مجالات مختلفة مثل الهندسة الكيميائية والمعادن ومواد البناء وما إلى ذلك. ستركز هذه المناقشة فقط على استخدام عوامل التحرير في مجال الهندسة الكيميائية، وعلى وجه التحديد مناقشة التغييرات في تطبيق المذيبات في عوامل التحرير المستخدمة لمواد مثل البولي يوريثين.

المرحلة الأولى:

في المراحل الأولى من الإنتاج الصناعي، لم تكن الاعتبارات البيئية والسلامة للمواد الخام مصدر قلق، وكان التركيز فقط على الذوبان العالي وسهولة التطاير. اقتصرت متطلبات استخدام المذيبات على اعتبارها مواد مخففة، مما يتطلب تبخرها بسرعة بعد رشها على القالب لتجنب إزالة رغوة سطح الرغوة. ولذلك أصبحت بعض المذيبات العضوية تستخدم على نطاق واسع بسبب قابليتها العالية للذوبان وسهولة التطاير، مثل:

1. ثنائي كلورو ميثان: ذو ملاءة قوية، سهل التطاير في درجة حرارة الغرفة، مستقر كيميائيا، ونظرا لعدم وجود نقطة وميض له، فإنه لا يؤدي إلى الاحتراق، كما أنه غير مكلف. تم استخدامه على نطاق واسع في الأيام الأولى. ومع ذلك، فإن التركيز العالي لبخار ثنائي كلورو ميثان يمكن أن يسبب التسمم، ويمكن أن تؤدي الانبعاثات الكبيرة أيضًا إلى ظاهرة الاحتباس الحراري. قبل الاستخدام الواسع النطاق لعوامل الإطلاق الصديقة للبيئة في إنتاج مواد الأحذية في جينجيانغ، والتي تستخدم ثنائي كلورو ميثان، كانت الآلاف من جزيئات ثنائي كلورو ميثان موجودة في الهواء.

2. الأثير البترولي: هو جزء منخفض الغليان من البترول، وهو خليط من الألكانات منخفضة المستوى، يستخدم عادة كمذيب بدرجة غليان تتراوح بين 30-60 ° ج- شديد التقلب. كان يستخدم عادة في عوامل الإطلاق في المراحل المبكرة. نظرًا لانخفاض نقطة الغليان، فمن السهل خلط مركبات البنزين والكيتون في المنتج، مما يؤدي إلى ضعف إجمالي المركبات العضوية المتطايرة (VOC) وأداء الرائحة.

3. النفتا: يُعرف أيضًا بالبنزين الخام، ويتكون بشكل أساسي من مكونات الألكانات C5-C11، ونقطة الاشتعال -2 ° ج- شديد التقلب وقابل للاشتعال. البخار مهيج للعينين والجهاز التنفسي العلوي ويمكن أن يسبب أيضًا تلوثًا بيئيًا.

4. الزيلين: C8H10، أيزومرات، نطاق الغليان حولها 140 ° C، نقطة اشتعال عالية، قابلة للاشتعال، ذات رائحة نفاذة، مصنفة على أنها مادة مسرطنة من المجموعة 3.

5. ماء سريع الجفاف: سيكلوهكسانون، سائل شفاف عديم اللون أو أصفر فاتح ذو رائحة مزعجة قوية، وهو مادة مسرطنة من المجموعة 3. كما نرى، ركزت المنتجات المذكورة أعلاه فقط على خصائص استخدامها ولكنها تجاهلت آثارها طويلة المدى على صحة الإنسان والبيئة. لذلك، في مجتمع اليوم الذي يهتم بالبيئة، أصبحت حصتها في السوق أصغر وتغرق في استخدام المنتجات المنخفضة الجودة. وقد تم حظر استخدام بعضها بشكل صارم لأنها مدرجة على أنها مواد مسرطنة.

المرحلة الثانية:

بدأ الأشخاص ذوو الوعي الصحي بالبحث عن بدائل مذيبات جديدة ذات سمية أقل. أصبح الهيبتان، وهو سائل عديم اللون وسهل التطاير، يستخدم تدريجياً على نطاق واسع كمذيب لعوامل التحرير بسبب قابليته العالية للذوبان في الدهون، وتطايره العالي، وقدرته القوية على إزالة الشحوم. يُعرف عادةً بالبنزين الأبيض، واسمه الكيميائي هو n-heptane، وله نقطة وميض تبلغ -4 ° ج، مما يجعله مذيبًا عضويًا شديد الاشتعال. يعد الهيبتان النقي باهظ الثمن نسبيًا، لذلك ظهر الهيبتان من الدرجة الصناعية، والذي يحتوي على المزيد من الشوائب مثل الهيدروكربونات العطرية والكبريت والنيتروجين وما إلى ذلك، مما يؤدي إلى ضعف الرائحة وأداء المركبات العضوية المتطايرة للمنتج. أيضًا، فيما يتعلق بالسمية، على الرغم من أن الهيبتان له سمية أقل من المذيبات الأولية، إلا أنه مع الاستخدام طويل الأمد، لا يزال هناك خطر التسمم المزمن، والذي يتجلى بشكل رئيسي في تلف الأعصاب المحيطة بالجسم. عند هذه النقطة، غرق الهيبتان تدريجيًا في استخدام المنتجات المنخفضة الجودة.

المرحلة الثالثة:

أجبر الزخم الهائل لعمليات التفتيش على البيئة والسلامة الشركات المصنعة على الاهتمام بقضايا البيئة والسلامة. أصبحت المنتجات المذيبة الآمنة نسبيًا والصديقة للبيئة هي الاتجاه الذي تسعى إليه الشركات المصنعة لعوامل الإطلاق. هذا هو المكان الذي يلعب فيه الزيت المذيب منزوع النكهة لعوامل الإطلاق. يتم إنتاج زيت المذيبات منزوع النكهة بشكل أساسي باستخدام كيروسين الطيران من خلال الهدرجة عالية الضغط عند كلا الطرفين، وإزالة الكبريت العميقة، ومن ثم التقطير. تهدف عملية إزالة الكبريت إلى التخلص من الروائح والتآكل، بينما تعمل عملية إزالة العطرية على تقليل المواد الضارة الشبيهة بالبنزين وتحسين أداء المركبات العضوية المتطايرة. حاليًا، يوجد في السوق عدة أنواع من زيوت المذيبات منزوعة النكهة استنادًا إلى نقاط وميض المذيبات (مثل D40، 60، وما إلى ذلك، والتي يشار إليها باسم زيوت المذيبات من السلسلة D). نظرًا لأن البنتانال لديه نقطة غليان منخفضة، فكلما زاد نطاق التقطير، انخفضت المواد الضارة في منتج المذيب نفسه.

يتمتع زيت المذيبات منزوع النكهة بسمية منخفضة، وليس لها أي تأثير تقريبًا على السلامة الشخصية وبيئة الإنتاج. بالإضافة إلى ذلك، فإن نقطة الوميض الأعلى توفر سلامة أعلى للإنتاج. ومع ذلك، فإن المنتجات ذات الغليان العالي تتبخر ببطء نسبيًا، مما قد يؤدي إلى إزالة الرغوة على سطح منتجات البولي يوريثان. ولذلك، فإن نطاق الاستخدام الأولي يقتصر في الغالب على المذيبات التي من السهل نسبيا أن تتطاير.

المرحلة الرابعة:

تتطلب اللوائح البيئية سلامة أعلى للمنتجات والتخزين والخدمات اللوجستية في المؤسسات. وتجد المواد الكيميائية الخطرة مساحة أقل للوجود، وترتفع تكاليف التشغيل. أصبح تحويل عوامل الإطلاق من المواد الكيميائية الخطرة إلى مواد كيميائية غير خطرة تحديًا جديدًا. لطالما اعتبرت الشركات المصنعة عوامل الإطلاق المعتمدة على الماء والتي تعتبر الماء المذيب الرئيسي. يتم استخدامها حاليًا بشكل شائع في مجالات مثل مواد الأحذية، وصب المعادن، والسجاد، ووسادات عزل الصوت الأمامية، وعجلات القيادة، وما إلى ذلك. ومع ذلك، يتبخر الماء ببطء نسبيًا، وعلى الرغم من أن عوامل الإطلاق المعتمدة على الماء يمكن أن تحل جميع مشكلات البيئة والسلامة التي تسببها المذيبات العضوية مرة واحدة وإلى الأبد، إلا أنها تواجه عمليات تطبيق صارمة وغير مريحة للغاية بسبب الهياكل المعقدة لقوالب خط إنتاج رغوة المقاعد. والإنتاج عالي السرعة وحساسية الرغوة عالية الارتداد للماء. ولذلك، يميل المصنعون إلى اختيار عوامل الإطلاق ذات نقطة الوميض العالية مع المذيبات العضوية كحاملات لراحتهم. وفقًا لمعايير التصنيف الوطنية للسوائل القابلة للاشتعال، والسوائل ذات نقاط الوميض أعلاه 60 ° C ليست مواد كيميائية خطرة ويمكن نقلها وتخزينها كمواد كيميائية عادية. على الرغم من أن عوامل الإطلاق ذات نقطة الوميض العالية تتبخر أيضًا ببطء، إلا أنها لا تزال قادرة على تلبية احتياجات الإنتاج من خلال التعديل في عملية الرش. لذلك، في هذه المرحلة، دخلت الزيوت المذيبة ذات نقطة الوميض العالية نطاق الاستخدام.

المرحلة الخامسة:

أصبح تقليل الرائحة والمركبات العضوية المتطايرة هو التركيز الرئيسي. السيارات الراقية لديها متطلبات صارمة للغاية فيما يتعلق بالبيئة الداخلية، ولكن التغييرات يتم دفعها نحو الأسفل من خلال سلسلة من الموردين. لذلك، يتم وضع متطلبات أعلى على عوامل التحرير، مع الهدف المثالي وهو عدم وجود رائحة أو مركبات عضوية متطايرة. في حين أن زيت المذيبات منزوع النكهة ينتمي بالفعل إلى فئة المركبات العضوية المتطايرة، إلا أنه لا يزال يتمتع برائحة مذيبة مميزة. لذلك، حتى يتم تطبيق عوامل الإطلاق المعتمدة على الماء بشكل كامل، يمكن لمصنعي عوامل التحرير الاستمرار في البحث عن بدائل في المذيبات العضوية. وفي نهاية المطاف، دخلت الإيزوألكانات المناسبة للعناية الشخصية ومستحضرات التجميل إلى نطاق تطبيق عوامل الإطلاق. فهي عديمة اللون، والرائحة، وعالية النقاء، ومكون واحد، وخالية من الهيدروكربونات العطرية والكبريت، ومنخفضة السمية حقًا، ولها ملاءة جيدة. هذه الخصائص تجعل الأيزوألكانات المنتج الأعلى في الزيوت المذيبة الصديقة للبيئة.

حاليًا، هناك ثلاث عمليات إنتاج رئيسية للإيزوألكانات: تعطير الألكانات ذات السلسلة المستقيمة، وتخليق الأيزوبيوتين، وتخليق الفحم إلى السائل (CTL) بواسطة فيشر تروبش للإيزوألكانات. يتم إنتاج معظم المنتجات المستوردة من الخارج عن طريق تخليق الأيزوبيوتين، حيث يتم تكسير الأيزوبيوتين من النفتا، ثم يخضع لعملية الأيزومرة، والتقطير، والهدرجة للحصول على إيزوألكانات اصطناعية عالية النقاء عديمة الرائحة تمامًا في درجة حرارة الغرفة ولا تنتج أي رائحة عند تسخينها إلى درجة حرارة الغرفة. درجة حرارة معينة. ومع ذلك، ونظرًا للتكلفة الشاملة العالية لهذه العملية، فإن أسعار المذيبات مرتفعة، أكثر من ضعف سعر زيت المذيبات منزوع النكهة. حاليًا، لا يمكن أن يقتصر الأمر إلا على استخدام المنتجات المتطورة. وبما أن الصين لديها موارد وفيرة من الفحم، فقد أصبح تخليق الإيزوألكانات من الفحم إلى السائل (CTL) بواسطة فيشر تروبش هو طريق البحث الرئيسي. ومع النضج التدريجي لعملية المرحلة اللاحقة، من المعتقد أن سعر الإيزوألكانات المنتجة محليًا سينخفض ​​بشكل كبير، وسيشهد الاستخدام نموًا هائلاً.

في الختام، في صناعة وكيل الإصدار، تحصل على ما تدفعه مقابل. تحدد الأسعار إلى حد ما جودة المنتجات. ولا يمكن للأسعار المنخفضة أن تلبي الطلبات الراقية، كما تُستخدم الأسعار المرتفعة لتعويض تكاليف البحث والتطوير الأولية.